一种三级缓冲重载弹性垫板及三级缓冲减振方法技术

本发明专利技术公开了一种三级缓冲重载弹性垫板及三级缓冲减振方法。三级缓冲重载弹性垫板包括中间主体和二个旁侧主体；每个旁侧主体均设有阶梯面；中间主体上设有高位大凸台；旁侧主体上设有加强筋、相间排列的高位大凸台和低位小凸台。通过高位大凸台、低位小凸台、加强筋、阶梯面形成三级静刚度面：高位大凸台形成第一级静刚度面、低位小凸台与加强筋形成第二级静刚度面、阶梯面形成第三级静刚度面；当重载弹性垫板受到重载压力时，重载弹性垫板的缓冲强度逐级上升、静刚度逐级提升，实现三级缓冲减振。本发明专利技术能有效维持列车平衡，进一步提高了垫板的减振效果，能防积水、耐疲劳、防侧翻，承载能力强。

Three stage buffer heavy load elastic backing plate and three stage buffering damping method

The invention discloses a three stage buffering heavy load elastic backing plate and a three stage buffering vibration damping method. Three level buffer size elastic pad includes a middle body and two flanking each side is provided with the main body; stepped surface; the middle main body is provided with a high pedestal; side main body is provided with a reinforcing rib, alternating high and low small big boss boss. The high big boss, low small boss, rib, stepped surface to form three level: high stiffness big boss to form the first stage of the static stiffness, low small boss and reinforcing ribs to form third level static stiffness surface to form second level static stiffness surface and step surface; when the elastic load the plate by heavy pressure, buffer strength of heavy plate gradually increased, the static stiffness progressively increase, the realization of the three level buffer. The invention can effectively maintain the balance of the train, further improve the damping effect of the backing plate, prevent water accumulation, fatigue resistance, anti rollover, and strong carrying capacity.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及减振
，特别是一种三级缓冲重载弹性垫板及三级缓冲减振方法。
技术介绍
在重载铁路、货运铁路中由于负载量大、疲劳强度高，对整个扣件系统，特别是重载垫板有很高的要求，因此开发具有更高的安全性、更好的舒适性的垫板具有重要的意义。目前，采用的重载垫板材料主要为橡胶或热塑性聚酯弹性体（TPEE），而橡胶材料在热、水、电、重压、疲劳等综合条件下，其性能随着老化逐渐降低，易导致橡胶垫板被压溃而失效；TPEE承受重载能力强、却容易由于局部重载导致变形，引起局部受力集中,导致局部节点静刚度将偏离设计值太大而失效。现有重载弹性垫板，多为一级或者二级缓冲的弹性垫板，当垂直于垫板的载荷增加到一定值时静刚度能够迅速上升，继续增加的时候垫板能够一次较大受力，而不能将载荷分阶梯状进行提供，目前的垫板不能满足这个要求。而且，现有的重载垫板结构广泛对垫板主体的上表面进行高低凹台或者加强筋设计，往往没有考虑到由于网状结构交叉而形成密闭的空间，该密闭空间在使用过程中会导致积水、灰尘等不断的沉积，造成垫板的整体性能的降低，局部节点静刚度将偏离设计值太大而失效。现有技术中，申请号为201320147534.8的中国技术专利公开了一种防侧翻可变刚度减振垫板，包括本体、凸台和通槽；所述凸台包括高凸台和矮凸台，所述高凸台的台高大于矮凸台；所述高凸台和矮凸台相互错位呈阶梯状设置在所述本体上表面和下表面，形成网状结构；所述本体下表面纵向两端分别设置有一挡肩；所述本体上表面和下表面四周设置有缓冲块，所述缓冲块的宽度和高度与减振垫板的静刚度要求相适应；沿钢轨方向两端各设有平面缓冲区，缓冲区与凸台相接，在垫板上、下表面设有交错分步的加强筋。申请号为201220035220.4的中国技术专利公开了一种铁轨用重载垫板，包括垫板本体，其特征是垫板本体的上表面与下表面上均设有呈网状分布的凹腔，凹腔相邻处设有凸平面，上表面凹腔与下表面的凸平面对称设置，所述上表面与下表面的凸平面上均设有与之垂直的深孔；垫板本体侧边的抓脚面为向内倾斜的斜坡面。
技术实现思路
本专利技术提供一种三级缓冲重载弹性垫板及三级缓冲减振方法，其能有效维持列车平衡，进一步提高了垫板的减振效果。本专利技术的技术方案是：一种三级缓冲重载弹性垫板，包括垫板主体，所述垫板主体包括中间主体和与中间主体一体相连的两侧主体，两侧主体包括分别连接在中间主体两侧的二个旁侧主体；每个旁侧主体均设有阶梯面；中间主体的上表面和下表面上均设有交错排列的高位大凸台；旁侧主体的上表面和下表面均设有相间排列的高位大凸台和低位小凸台；旁侧主体上还设有连接高位大凸台和低位小凸台的加强筋。所述中间主体上的高位大凸台按行列排布，中间主体同一表面上的相邻两行或相邻两列的高位大凸台错位排布；旁侧主体同一表面上的高位大凸台和低位小凸台按行列排布，旁侧主体同一表面上相邻两行的高位大凸台错位排布，旁侧主体同一表面上相邻两行的低位小凸台错位排布。所述高位大凸台为圆台或棱台；所述低位小凸台为圆台或棱台，低位小凸台在旁侧主体的上表面和下表面上错位排布。所述垫板主体同一表面上的高位大凸台、低位小凸台、加强筋、阶梯面呈阶梯形分布：垫板主体同一表面上的高位大凸台形成第一级阶梯，低位小凸台和加强筋形成低于第一级阶梯的第二级阶梯，阶梯面形成低于第二级阶梯的第三级阶梯。所述加强筋连接在相邻的高位大凸台和低位小凸台之间；每个旁侧主体的高位大凸台和低位小凸台通过加强筋连接成一个整体；加强筋为条筋，加强筋在上表面呈爬行状分布、在下表面呈网状分布。所述两个旁侧主体对称布置在铁轨两边，所述两侧主体上的上表面的高位大凸台与下表面的低位小凸台对应设置；所述三级缓冲重载弹性垫板为采用热塑性弹性体材料制成的一体成型的整体式结构，且以共价交联形成三维网状结构。一种三级缓冲减振方法，将重载弹性垫板设置成三个部分：中间主体和分别一体式连接在中间主体两侧的二个旁侧主体；在中间主体的上表面和下表面上均交错排列设置高位大凸台；在旁侧主体的上表面和下表面均交错排列设置高位大凸台和低位小凸台且高位大凸台和低位小凸台相间排布；在旁侧主体上设置与低位小凸台齐高的加强筋来连接高位大凸台和低位小凸台；在每个旁侧主体上均设置阶梯面；通过高位大凸台、低位小凸台、加强筋、阶梯面形成三级静刚度面：重载弹性垫板上所有高位大凸台形成第一级静刚度面、所有低位小凸台与加强筋形成第二级静刚度面、所有阶梯面形成第三级静刚度面；当重载弹性垫板受到重载压力时，重载弹性垫板的缓冲强度逐级上升、静刚度逐级提升，实现三级缓冲减振：当重载压力施加到重载弹性垫板上时，第一级静刚度面开始承受预定大小的重载压力，实现第一级缓冲减振；当重载压力超过第一级静刚度面的承受范围时，第二级静刚度面开始对重载压力进行分担，实现第二级缓冲减振；当重载压力继续加大至预定值时，第三级静刚度面开始对重载压力进行分担，实现第三级缓冲减振。采用上述三级缓冲重载弹性垫板进行缓冲减振。所述加强筋连接在相邻的高位大凸台和低位小凸台之间；每个旁侧主体的高位大凸台和低位小凸台通过加强筋连接成一个整体；加强筋为条筋，呈网状分布，加强筋在旁侧主体的上表面和下表面上对称分布；同一个旁侧主体上与轨道平行的加强筋上表面比下表面少二条，使得重载弹性垫板上的积水与沉积物能够及时排出。重载弹性垫板采用热塑性弹性体材料一体制作成型，且以共价交联形成三维网状结构；所述两个旁侧主体对称布置在铁轨两边，所述两侧主体上的上表面的高位大凸台与下表面的低位小凸台对应设置。重载弹性垫板采用热塑性弹性体材料一体制作成型，且以共价交联形成三维网状结构；所述两个旁侧主体对称布置在铁轨两边，所述两侧主体上的上表面的高位大凸台与下表面的低位小凸台对应设置。本专利技术中的三级缓冲重载弹性垫板能防积水、耐疲劳、防侧翻，承载能力强，能够有效防止重载或拐弯时的滑行和应力集中的现象，有效分散载荷，保护垫板。本专利技术的技术效果具体详述如下：1、三级缓冲重载弹性垫板两侧的凸台与加强筋结构能有效防止列车拐弯、受力不均时导致两侧受力过大、应力集中而造成的垫板变形，维持列车的平衡。2、高位大凸台、低位小凸台、加强筋、阶梯面形成了三级静刚度受力面，当三级缓冲重载弹性垫板受到重载时，缓冲强度逐级上升，静刚度逐级提升，实现列车三级缓冲，有效维持列车平衡，极大的提高了三级缓冲重载弹性垫板的减振效果。3、具有良好的防积水性，避免雨水、灰尘等沉积物在三级缓冲重载弹性垫板上表面进行沉积，雨水将沿两侧的加强筋空隙处排出，两侧的加强筋上表面比下表面少的结构设计，能够及时排出三级缓冲重载弹性垫板上的积水与沉积物，有效改善三级缓冲重载弹性垫板的使用性能。4、该三级缓冲重载弹性垫板采用热塑性弹性体材料制成，抗疲劳性能优异，形变平缓易回弹，降低轨道刚度，提高轨道使用寿命，降低振动和噪音，增加列车运行的平稳、舒适和安全性能，广泛应运于客运及货运等各种轨道交通工程中重载领域。附图说明图1是本专利技术中的三级缓冲重载弹性垫板的主视结构示意图；图2是本专利技术中的三级缓冲重载弹性垫板的侧视示意图；图3是沿图1中A-A线的剖视示意图；图4是沿图1中B-B线的剖视示意图；图中：1、高位大凸台，2、低位小凸台，3、加强筋，4、旁侧主体，5、中间主体，6、阶梯面。具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三级缓冲重载弹性垫板，包括垫板主体，其特征在于：所述垫板主体包括中间主体和与中间主体一体相连的两侧主体，两侧主体包括分别连接在中间主体两侧的二个旁侧主体；每个旁侧主体均设有阶梯面；中间主体的上表面和下表面上均设有交错排列的高位大凸台；旁侧主体的上表面和下表面均设有相间排列的高位大凸台和低位小凸台；旁侧主体上还设有连接高位大凸台和低位小凸台的加强筋。

【技术特征摘要】
1.一种三级缓冲重载弹性垫板，包括垫板主体，其特征在于：所述垫板主体包括中间主体和与中间主体一体相连的两侧主体，两侧主体包括分别连接在中间主体两侧的二个旁侧主体；每个旁侧主体均设有阶梯面；中间主体的上表面和下表面上均设有交错排列的高位大凸台；旁侧主体的上表面和下表面均设有相间排列的高位大凸台和低位小凸台；旁侧主体上还设有连接高位大凸台和低位小凸台的加强筋。2.根据权利要求1所述的三级缓冲重载弹性垫板，其特征在于：所述中间主体上的高位大凸台按行列排布，中间主体同一表面上的相邻两行或相邻两列的高位大凸台错位排布；旁侧主体同一表面上的高位大凸台和低位小凸台按行列排布，旁侧主体同一表面上相邻两行的高位大凸台错位排布，旁侧主体同一表面上相邻两行的低位小凸台错位排布。3.根据权利要求1所述的三级缓冲重载弹性垫板，其特征在于：所述高位大凸台为圆台或棱台；所述低位小凸台为圆台或棱台，低位小凸台在旁侧主体的上表面和下表面上错位排布。4.根据权利要求1所述的三级缓冲重载弹性垫板，其特征在于：所述垫板主体同一表面上的高位大凸台、低位小凸台、加强筋、阶梯面呈阶梯形分布：垫板主体同一表面上的高位大凸台形成第一级阶梯，低位小凸台和加强筋形成低于第一级阶梯的第二级阶梯，阶梯面形成低于第二级阶梯的第三级阶梯。5.根据权利要求1所述的三级缓冲重载弹性垫板，其特征在于：所述加强筋连接在相邻的高位大凸台和低位小凸台之间；每个旁侧主体的高位大凸台和低位小凸台通过加强筋连接成一个整体；加强筋为条筋，加强筋在上表面呈爬行状分布、在下表面呈网状分布。6.根据权利要求1所述的三级缓冲重载弹性垫板，其特征在于：所述两个旁侧主体对称布置在铁轨两边，所述两侧主体上的上表面的高位大凸台与下表面的低位小凸台对应设置；所述三级缓冲重载弹性垫板为采用热塑性弹性体材料制成的一体成型的整体式结构，且以共价交联形成三维网状结构。7.一...

【专利技术属性】
技术研发人员：楚纯朋，张文威，邓娇，彭少飞，邱奕，卜继玲，颜湘，
申请(专利权)人：株洲时代新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43