CN217678357U - 复合钢轨减振器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种复合钢轨减振器，属于轨道交通减振技术领域。包括两个弹性体和两个约束体；弹性体由阻尼材料制成，两个弹性体分别贴敷在钢轨的两侧，两个约束体分别包裹在两个弹性体远离钢轨的一侧；弹性体内嵌设有声学黑洞体。弹性体和约束体构成约束阻尼减振结构；声学黑洞体和弹性体构成调谐质量减振系统。声学黑洞体可将积聚在弹性体内的热量快速散发，增加弹性体使用寿命。弹性体可以为声学黑洞体提供弹性支撑，还可用其自身的阻尼特性在约束阻尼减振结构耗散能量，抑制振动。声波波速随着截面的变化而逐渐减少到零，实现波的零反射，从而达到减振降噪的效果。应用了多重方法解决了减振、降噪的目标，可保证在较宽的频带内实现减振、降噪的效果。

Description

复合钢轨减振器

技术领域

本实用新型涉及轨道交通减振技术领域，具体涉及一种复合钢轨减振器。

背景技术

钢轨减振器包括紧密贴合在钢轨的轨腰和轨底的至少一部分区域上的弹性块体以及嵌入在弹性块体内的谐振组件；其中，谐振组件包括相互间隔开的第一谐振件和第二谐振件，位于上方的第一谐振件的质量小于位于下方的第二谐振件的质量。通过调整构成谐振组件的谐振体的形状、数量和相互位置关系等因素，可使该减振器具有至少两个谐振频率，成为调频式减振器。

约束阻尼降噪板一种约束阻尼降噪板，包括连接板和约束板，连接板和约束板上分别设置凸凹结构，凸凹结构具体为连接板或约束板上间隔设置的连续凸楞，连接板和约束板上的凸凹结构相互交错配合构成阻尼腔室，阻尼腔室中设置阻尼材料构成阻尼层，其特征在于连接板与约束板的拼合处分别对应的设置连接板拼合凸楞和约束板拼合凸楞，连接板拼合凸楞与约束板拼合凸楞在彼此配合侧面上分别设置定位凹槽，连接板拼合凸楞与约束板拼合凸楞之间还设有弹性材料制成的弹性隔离条。

目前上述减震系统利用弹簧、质量块及系统阻尼组成减振系统，由于参与的质量固定，固有频率不可调整，系统减振频带窄(300Hz-4000Hz)。另外由于需要的质量较大、数量较多，加工难度大、制造成本较高。还有一些减震系统利用迷宫式声学原理实现减振降噪，体积较小，安装灵活；其设置在钢轨的非工作表面上，吸收钢轨的振动机械能并将其转化耗散掉，从而实现减弱钢轨噪声辐射能量的目的。但该阻尼层受钢轨轨腰尺寸的限制，阻尼层的有效工作面积有限，因此不能达到理想的减振降噪效果的缺陷。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本实用新型提供了一种复合钢轨减振器。包含多种减振降噪结构，应用了多重方法完成减振、降噪的目标，可保证在较宽的频带内实现减振、降噪的效果。

本实用新型提供了一种复合钢轨减振器，包括两个弹性体和两个约束体；弹性体由阻尼材料制成，两个弹性体分别贴敷在钢轨的两侧，两个约束体分别包裹在两个弹性体远离钢轨的一侧；弹性体内嵌设有声学黑洞体。

可选的，声学黑洞体为金属材料。

可选的，声学黑洞体沿钢轨铺设方向延伸。

可选的，声学黑洞体上侧长度小于声学黑洞体下侧长度。

可选的，声学黑洞体两侧为曲面结构。

可选的，声学黑洞体的数量为多个；多个声学黑洞体沿弹性体的高度方向间隔分布并位于弹性体的中心位置。

可选的，还包括弹簧夹具；弹簧夹具为槽形结构，弹簧夹具槽型结构的两侧分别抵接在两个约束体远离钢轨的一侧，以使约束体与在弹性体抵触；弹簧夹具槽型结构的底部设置在钢轨底部的外侧；弹簧夹具具有弹性。

可选的，弹簧夹具槽型结构的两侧的形状分别与两个约束体的形状相贴合。

可选的，弹簧夹具与钢轨下部两侧相对的部分向外凸起形成凸起部。

可选的，凸起部为圆弧状结构。

本实用新型实施例提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

一种复合钢轨减振器包括两个弹性体和两个约束体；弹性体由阻尼材料制成，两个弹性体分别贴敷在钢轨的两侧，两个约束体分别包裹在两个弹性体远离钢轨的一侧；弹性体内嵌设有声学黑洞体。其中，两个弹性体与外包裹的两个约束体构成约束阻尼减振结构，当列车行驶于钢轨上引起轨道产生振动和变形时，上述结构发生弯曲变形会引起本体金属板与约束体产生相对位移，粘弹性高阻尼材料产生剪切应变使一部分机械能损耗，从而起到减振耗能的作用。声学黑洞结构充当质量块，与弹性体构成调谐质量减振系统。声学黑洞体可作为散热体，可将积聚在弹性体内的热量快速散发，增加弹性体使用寿命。在轨道振动的过程中，附着其上的调谐质量减振结构可减小轨道的振动反应，同时声学黑洞体依靠自身声学结构减少声波及振动的反射与传递实现减振、降噪，理想情况下，可将结构边缘性的波反射降为零。起弹性作用的弹性体由宽温域、宽频域、高损耗因子特性的高阻尼材料制成，不仅可以为声学黑洞减振结构中的质量块提供弹性支撑，还可自用其自身的阻尼特性在约束阻尼减振结构和声学黑洞减振结构中耗散能量，抑制振动。多种减振、降噪结构并存，为抑制减振对象中的振动和由其产生的噪声提供了充分保障，提升了整体减振效果，实现了减振、降噪一体化设计，结构简单，成本低。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

为了更清楚地说明本公开实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种复合钢轨减振器的示意图；

图2为本实用新型实施例中声学黑洞结构主视图；

图3为本实用新型实施例中声学黑洞结构俯视图。

其中，1、弹性体；2、声学黑洞体；3、合金约束体；4、弹簧夹具；5、钢轨。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面将对本实用新型的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

请参阅图1，本实用新型提供的一种复合钢轨减振器，包括两个弹性体1和两个约束体3；弹性体1由阻尼材料制成，两个弹性体1分别贴敷在钢轨5的两侧，两个约束体分别包裹在两个弹性体远离钢轨5的一侧；弹性体1内嵌设有声学黑洞体2。

在上述实施例中，复合钢轨减振器包含约束阻尼减振结构、声学黑洞减振结构、调谐质量减振结构。其中，弹性体1由高阻尼材料制成，外包裹合金约束体3，构成约束阻尼减振结构；声学黑洞体2充当质量块，与高阻尼材料制成的弹性体1构成调谐质量减振系统，为典型的动力吸振器减振结构。当列车行驶于钢轨5上引起轨道产生振动和变形时，上述结构发生弯曲变形会引起合金约束体3与弹性体1产生相对位移，弹性体1产生剪切应变使一部分机械能损耗，从而起到减振耗能的作用。在轨道振动的过程中，附着其上的调谐质量减振结构可减小轨道的振动反应，在本减振器变形的过程中，声学黑洞体2依靠自身声学结构减少声波及振动的反射与传递实现减振、降噪，理想情况下，可将结构边缘性的波反射降为零。该减振器中声学黑洞体2的条状结构可作为散热体，可将积聚在弹性体1内的热量快速散发，增加弹性体1使用寿命。在本减振器中，起弹性作用的弹性体1由宽温域、宽频域、高损耗因子特性的高阻尼材料制成，不仅可以为声学黑洞减振结构中的质量块提供弹性支撑，还可自用其自身的阻尼特性在约束阻尼减振结构和声学黑洞减振结构中耗散能量，抑制振动。上述三种减振、降噪结构并存，为抑制减振对象中的振动和由其产生的噪声提供了充分保障，可保证系统在50Hz-4000Hz范围内均具有较好的减振降噪效果，提升了整体减振效果，实现了减振、降噪一体化设计，结构简单，成本低。

请参阅图2和图3，声学黑洞体2为金属材料。

上述实施案例主要是声学黑洞体2利用其自身重量作为质量块，与由高阻尼材料制成的弹性体共同组成调谐质量减振结构。在轨道振动的过程中，附着其上的调谐质量减振结构可减小轨道的振动反应。

请参阅图1至图3，声学黑洞体2沿钢轨铺设方向延伸。

上述实施案例声学黑洞体2沿钢轨铺设方向延伸的目的是为了更好的吸收列车经过钢轨产生的噪声和振动。

请参阅图1至图3，声学黑洞体2上侧长度小于声学黑洞体2下侧长度。

上述实施例中，该减振器中声学黑洞体2的条状结构可作为散热体，可将积聚在弹性体1内的热量快速散发，增加弹性体1使用寿命。

请参阅图2，声学黑洞体2两侧为曲面结构。

在上述实施例中，声学黑洞结构采用变截面构造，声波波速随着截面的变化而逐渐减少到零，实现波的零反射，从而达到减振降噪的效果。

请参阅图1，声学黑洞体2的数量为多个；多个声学黑洞体2沿弹性体1的高度方向间隔分布并位于弹性体1的中心位置。

在上述实施例中，布置多个声学黑洞体2，便于提升减振、降噪的效果，声学黑洞体2布置在弹性体1的中心，是便于弹性体为声学黑洞体提供弹性支持。

请参阅图1，还包括弹簧夹具4；弹簧夹具4为槽形结构，弹簧夹具4槽型结构的两侧分别抵接在两个约束体3远离钢轨5的一侧，以使约束体3与在弹性体1抵触；弹簧夹具4槽型结构的底部设置在钢轨5底部的外侧；弹簧夹具4具有弹性。

在上述实施例中，约束体3为合金约束体。弹簧夹具4为槽形结构，是为了实现更好的夹持。弹簧夹具4槽型结构的两侧分别抵接在两个约束体3远离钢轨5的一侧，以使约束体3与在弹性体1抵触；弹簧夹具4槽型结构的底部设置在钢轨5底部的外侧；弹簧夹具4具有弹性，具体可以选用弹簧钢，夹持力更大。

请参阅图1，弹簧夹具4槽型结构的两侧的形状分别与两个约束体3的形状相贴合。

在上述实施例中，主要是为了增加弹簧夹具4槽型结构的两侧与两个合金约束体3的接触面积，从而增加夹持力，更好的将两个合金约束体3固定在弹性体1的两侧。

请参阅图1，弹簧夹具4与钢轨5下部两侧相对的部分向外凸起形成凸起部。

在上述实施例中，凸起部一方面是为了避免架子与钢轨直接接触造成的磨损；另一方面是便于夹持力和变形的设计。

请参阅图1，凸起部为圆弧状结构。

在上述实施例中，主要是利用弹性元件受力后的均匀弹性变形原理实现对合金约束体3的夹紧和固定，采用不同半径或者形状的圆弧，一方面是为了更好的对合金约束体3进行定位，另一方面增加了弹簧夹具提供的夹持力。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本实用新型中所定义的一般原理可以在不脱离本公开的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所述的这些实施例，而是要符合与本实用新型所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种复合钢轨减振器，其特征在于，包括两个弹性体(1)和两个约束体(3)；所述弹性体(1)由阻尼材料制成，两个所述弹性体(1)分别贴敷在钢轨(5)的两侧，两个所述约束体分别包裹在两个所述弹性体远离钢轨(5)的一侧；所述弹性体(1)内嵌设有声学黑洞体(2)。

2.根据权利要求1所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述声学黑洞体(2)为金属材料。

3.根据权利要求1所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述声学黑洞体(2)沿钢轨铺设方向延伸。

4.根据权利要求1或2所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述声学黑洞体(2)上侧长度小于所述声学黑洞体(2)下侧长度。

5.根据权利要求4所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述声学黑洞体(2)两侧为曲面结构。

6.根据权利要求1所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述声学黑洞体(2)的数量为多个；所述多个声学黑洞体(2)沿所述弹性体(1)的高度方向间隔分布并位于所述弹性体(1)的中心位置。

7.根据权利要求1所述的复合钢轨减振器，其特征在于，还包括弹簧夹具(4)；所述弹簧夹具(4)为槽形结构，所述弹簧夹具(4)槽型结构的两侧分别抵接在两个所述约束体(3)远离钢轨(5)的一侧，以使所述约束体(3)与在所述弹性体(1)抵触；所述弹簧夹具(4)槽型结构的底部设置在钢轨(5)底部的外侧；所述弹簧夹具(4)具有弹性。

8.根据权利要求7所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述弹簧夹具(4)槽型结构的两侧的形状分别与两个所述约束体(3)的形状相贴合。

9.根据权利要求7所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述弹簧夹具(4)与钢轨(5)下部两侧相对的部分向外凸起形成凸起部。

10.根据权利要求9所述的复合钢轨减振器，其特征在于，所述凸起部为圆弧状结构。

Images