一种各向同频钢轨阻尼吸振器的制作方法

1.本实用新型涉及轨道减振技术领域，更具体的说是涉及一种各向同频钢轨阻尼吸振器。


背景技术：

2.随着我国城市轨道交通的不断发展，通车里程的快速增长、线网的加密，运量也直线上升，乘客对运营品质的要求也随着生活水平的提升逐渐提高。而随着线路服役时间的不断增长，轨道状态会产生不同程度和不同形式的磨损，当钢轨产生短波波磨时，在列车高速运行下，会对钢轨产生极其剧烈的振动冲击，这种冲击的频率固定，强度大，从而辐射出极为强烈的轮轨噪声，大大降低了乘车舒适性。为解决上述问题，钢轨阻尼吸振器得到了较为广泛的应用，采用谐振的方式改善轮轨相互作用，同时增大钢轨纵向衰减率，有利于减缓钢轨短波波磨的发生。
3.现有钢轨阻尼吸振器产品的结构形式一般为橡胶内包裹一个或多个质量块，质量块按不同的形式进行排列，这种方式结构简单，便于生产，得到大量应用。钢轨吸振器产品的安装位置一般位于钢轨轨腰处，安装空间极为有限。现有钢轨吸振器产品采用橡胶包裹质量块的方式，由于橡胶是一种各向同性的材料(橡胶一般都是非晶体的，即使具有结晶性的橡胶，其结晶相对也很低，因此橡胶材料一般是各向同性的)，根据各向同性材料的力学原理(g＝e/[2(1 v)])，其弹性模量一般是剪切模量的3倍以上，以板式橡胶支座为例，其压缩弹性模量一般为6mpa，剪切弹性模量约为1.5mpa。因此，当采用橡胶的压缩性能作为钢轨吸振器的弹性时，受到安装空间的限制，无法通过增加橡胶材料尺寸的方式来降低其刚度，相应钢轨吸振器产品的谐振频率难以做到更低，现有钢轨吸振器产品的谐振频率一般为250hz以上。
[0004]
现有钢轨吸振器产品基本上都是弹性材料包裹质量块的结构形式，通过改变弹性材料与质量块的尺寸来调节吸振器的固有频率，但这种方式仅能调节钢轨截面内的铅垂向与水平向两个方向的振动频率，但实际现场线路状态复杂，不同车辆的轮缘磨耗状态也不尽相同，使得轮轨相互作用极其复杂多变，当车辆轮缘状态差异较大时，列车通过钢轨吸振器安装断面时，钢轨振动主频方向千差万别，现有的钢轨吸振器产品无法适应这种振动主频方向的变化，使得吸振效果参差不齐。
[0005]
同时现有钢轨吸振器产品的弹性材料外露，在露天条件下使用时，受到高温、寒冷、雨雪、日晒等恶劣环境的影响，极发生老化变性，失去原设计弹性，产品整体耐久性降低，寿命缩短，失去吸振作用，甚至放大钢轨振动。
[0006]
因此，如何提供一种各向同频钢轨阻尼吸振器是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

[0007]
为此，本实用新型的目的在于提出一种各向同频钢轨阻尼吸振器，解决现有吸振
器吸振效果差，使用条件恶劣导致寿命短的问题。
[0008]
本实用新型提供了一种各向同频钢轨阻尼吸振器，包括：
[0009]
外壳，外壳内部限定出一个安装空间，其安装于钢轨两侧轨腰上；
[0010]
弹性体，弹性体为圆柱形，其轴向与钢轨长度方向平行布置，其具有两个，且分别固定于安装空间长度方向上的两端内壁上；
[0011]
质量块，质量块为圆柱形金属块，其安装于安装空间内、且其两端分别与两个弹性体固定；其中质量块与外壳之间预留的间隙大于等于5mm。
[0012]
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种各向同频钢轨阻尼吸振器，利用弹性体的减切性能，使钢轨吸振器产品的弹性刚度降低，从而降低钢轨吸振器的固有频率，(根据f＝v/λ,式中f为钢轨振动频率，v为车辆行驶速度，λ为钢轨波磨波长)，能够适用于车速较低和较长波长的钢轨波磨地段；采用圆柱形弹性体，并侧置与质量块相连，由于圆柱体横截面为圆形，所以弹性体在其横截面平面内各个方向的剪切刚度均一致，使得钢轨吸振器在钢轨截面内各个方向的谐振频率均相同，因此，可调节任意方向钢轨振动主频，很好的适应了不同车辆轮缘造成的钢轨振动主频方向的差异，实现360度全覆盖，提高了吸振效果；
[0013]
将弹性体包裹于壳体内部，提高恶劣环境的适应性，有效延缓老化速度，延长了吸振器的使用寿命。质量块与外壳之间预留的间隙大于等于5mm，以便质量块进行谐振调频。
[0014]
进一步地，外壳包括壳本体和端盖，壳本体内侧面与钢轨表面形状配合，其外侧面与钢轨轨底齐平；其两端分别通过两个端盖固定形成闭合的安装空间，由此弹性体固定在安装空间内，降低了弹性体工作环境的复杂性，进而延长了弹性体的使用寿命。
[0015]
进一步地，壳本体两端与两个端盖焊接或铆接。
[0016]
进一步地，壳本体和端盖采用钢板或合金轧制或模具浇筑而成。
[0017]
进一步地，外壳长度为200
‑
400mm。
[0018]
进一步地，弹性体半径为15
‑
40mm，长度为10
‑
50mm。利用弹性体的减切性能，使钢轨吸振器产品的刚度降低，通过调节产品剪切弹性体尺寸，谐振频率最低可达50hz，适用范围更广，吸振性能更好。
[0019]
进一步地，弹性体为橡胶、聚氨酯或硅胶制成。
[0020]
进一步地，弹性体与外壳和质量块硫化或粘结固定。
[0021]
进一步地，质量块为钢材或合金制成，其质量为0.5
‑
10kg。
附图说明
[0022]
为了更清楚地说明本实用新型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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0023]
图1附图为本实用新型提供的一种各向同频钢轨阻尼吸振器的透视图(示出了外壳内部的弹性体和质量块)；
[0024]
图2和图3附图示出了各向同频钢轨阻尼吸振器的立体图；
[0025]
图4附图示出了端盖和弹性体固定示意图；
[0026]
图中：100
‑
外壳，101
‑
壳本体，102
‑
端盖，200
‑
弹性体，300
‑
质量块，g
‑
钢轨。
具体实施方式
[0027]
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0028]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0029]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0031]
参见附图1
‑
3，本实用新型实施例公开了一种各向同频钢轨阻尼吸振器，包括：
[0032]
外壳100，其安装于钢轨g两侧轨腰上，外壳100内部限定出一个安装空间；
[0033]
弹性体200，弹性体200为圆柱形，其轴向与钢轨g长度方向平行布置，其具有两个，且分别固定于安装空间长度方向上的两端内壁上；
[0034]
质量块300，质量块300为圆柱形金属块，其安装于安装空间内、且其两端分别与两个弹性体200固定；其中质量块300与外壳100之间预留的间隙大于等于5mm。
[0035]
方案中，外壳的主要作用是支撑整体结构，并保护内部的圆柱弹性体和质量块不受外力和外界恶劣环境的影响。圆柱弹性体的作用是钢轨吸振器产品的弹性元件，是调节谐振频率的主要部件。质量块是参与谐振、抑制钢轨振动的主要部件。
[0036]
由此，本实用新型公开提供了一种各向同频钢轨阻尼吸振器，利用弹性体的减切性能，使钢轨吸振器产品的弹性刚度降低，从而降低钢轨吸振器的固有频率，(根据f＝v/λ,式中f为钢轨振动频率，v为车辆行驶速度，λ为钢轨波磨波长)，能够适用于车速较低和较长波长的钢轨波磨地段；采用圆柱形弹性体，并侧置与质量块相连，由于圆柱体横截面为圆形，所以弹性体在其横截面平面内各个方向的剪切刚度均一致，使得钢轨吸振器在钢轨截面内各个方向的谐振频率均相同，因此，可调节任意方向钢轨振动主频，很好的适应了不同车辆轮缘造成的钢轨振动主频方向的差异，实现360度全覆盖，提高了吸振效果；将弹性体包裹于壳体内部，提高恶劣环境的适应性，有效延缓老化速度，延长了吸振器的使用寿命。质量块与外壳之间预留的间隙大于等于5mm，以便质量块进行谐振调频。
[0037]
有利的是，参见附图2和4，外壳100包括壳本体101和端盖102，壳本体101内侧面与
钢轨g表面形状配合，其外侧面与钢轨g轨底齐平；其两端分别通过两个端盖102固定形成闭合的安装空间；由此弹性体固定在安装空间内，降低了弹性体工作环境的复杂性，进而延长了弹性体的使用寿命。
[0038]
上述方案中，壳本体101两端与两个端盖102焊接或铆接。壳本体101和端盖102采用钢板或合金轧制或模具浇筑而成。
[0039]
在本实用新型的一个实施例中，外壳100长度为200
‑
400mm，优选300mm；弹性体200半径为15
‑
60mm，长度为10
‑
80mm，优选半径为30mm，长度为25mm，利用弹性体的减切性能，使钢轨吸振器产品的刚度降低，通过调节产品剪切弹性体尺寸，谐振频率最低可达50hz，适用范围更广，吸振性能更好。
[0040]
有利的是，弹性体200为橡胶、聚氨酯或硅胶制成。
[0041]
上述各实施例中，弹性体200与外壳100和质量块300硫化或粘结固定，保证连接牢固。
[0042]
上述各实施例中，质量块300为钢材或合金制成，其质量为0.5
‑
10kg。根据钢轨波磨与车速特征波长不同，其质量在0.5
‑
10kg之间进行选择。
[0043]
本实用新型采用圆柱形弹性体作为刚度支撑，使得本产品在钢轨横截面平面内各个方向的谐振频率一致，可以应对各种轮轨作用引起的振动主频方向的变化。弹性体与质量块均位于外壳内部，使得两大主要元件免于受到恶劣环境的影响，提高了吸振效果的同时延长了其使用寿命。
[0044]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。
[0045]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。