涡流动力吸振式隔振器及隔振方法技术

本发明专利技术提供了一种涡流动力吸振式隔振器及隔振方法，该隔振器包括由螺母、螺栓、压板、底板、弹性件等组成弹簧减振机构，由环形永磁体、涡流块、金属抗磁圆管组成等涡流耗能机构，由压板、弹性件、涡流块等组成动力吸振机构，以及线圈、金属抗磁圆板、环形橡胶块、磁流变液、环形筒等组成磁流变阻尼机构。该隔振方法是将该涡流动力吸振式隔振器设置于浮置板轨道的轨道板下，通过弹簧减振机构进行减振、涡流耗能机构初步耗能、动力吸振机构减振耗能、磁流变阻尼机构减缓振动步骤进行隔振。该隔振器及隔振方法有效实现了小刚度载荷改善浮置板轨道的隔振性能、大刚度载荷下其减少浮置板轨道的最大垂向位移量的目的。

【技术实现步骤摘要】
涡流动力吸振式隔振器及隔振方法
本专利技术属于轨道交通减振降噪
，具体涉及一种应用于浮置板轨道上的涡流动力吸振式隔振器及其隔振方法。
技术介绍
目前城市轨道交通行业的减振降噪手段中，由于浮置板道床隔振系统的隔振效果最为理想，适用于需要较高减振要求的高等或特殊减振地段，如医院、音乐厅、博物馆等，在轨道交通振动噪声控制方面得到了广泛的应用。浮置板道床隔振系统通过轨道板下设置弹性隔振器，将轨道板的振动与基础隔离，达到减小轨道交通引起的环境振动的目的。现有的弹性隔振器的刚度特性都是线性刚度或接近于线性刚度，而在浮置板轨道-车辆这个隔振系统中质量的大小会因为列车载重不同发生显著变化，这使得现有的浮置板轨道系统在不同载重工况下的压力差异很大，造成空车重车状态系统性能不一致，空车状态隔振性能差，重车状态轨道垂向位移过大等问题。因此，研发一种能有效解决上述问题的隔振器是目前需要迫切解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题，提供一种结构紧凑、减振效果好的应用于浮置板轨道上的涡流动力吸振式隔振器。本专利技术的另一目的是提供一种涡流动力吸振式隔振方法。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案是：一种涡流动力吸振式隔振器，包括弹簧减振机构、涡流耗能机构、动力吸振机构以及磁流变阻尼机构，所述弹簧减振机构包括螺母、螺栓、压板、底板、弹性件一，所述涡流耗能机构包括环形永磁体、涡流块、金属抗磁圆管，所述动力吸振机构包括压板、弹性件二、涡流块，所述磁流变阻尼机构包括线圈一、线圈二、金属抗磁圆板、环形橡胶块、磁流变液、环形筒、盖板、密封圈；所述压板、底板通过螺母、螺栓连接，所述弹性件一、金属抗磁圆管、环形永磁铁、涡流块位于压板和底板之间且以底板的中心轴线为轴由外而内依次设置，所述弹性件一预压于压板、底板之间，所述压板、底板、涡流块、金属抗磁圆板上均设有通孔以使螺栓穿过或连接；所述金属抗磁圆管和环形永磁体固定设置于底板上，所述弹性件二穿设金属抗磁圆板且其两端分别与压板、涡流块相连接；所述金属抗磁圆板位于环形永磁铁和涡流块之上且与环形永磁铁的上端面固定连接，金属抗磁圆板上设有对应的通孔以使弹性件二穿过，其内填充有磁流变液的环形筒固定在金属抗磁圆板的上表面，所述盖板盖于环形筒且其上表面设有环形凹槽，所述环形橡胶块置于环形筒内且与环形筒筒底接触，所述压板上对应环形筒处设有凸起，所述凸起下端内外侧表面均设有若干个环形槽，所述凸起穿过盖板的环形凹槽浸入磁流变液中，所述密封圈嵌设在盖板的环形凹槽中以使磁流变液密封于环形筒内，所述线圈一套设于环形筒外周面，所述线圈二套设于涡流块外周面，线圈一和线圈二相连形成闭合回路。优选地，所述环形永磁铁的N磁极和S磁极均在一个环形端面。优选地，所述线圈一的外周面、金属抗磁圆板的圆周侧面、环形永磁铁的外周面均与金属抗磁圆管的内周面相接触，线圈一的内周面与环形筒的外周面相接触，所述线圈一的高度与盖板的上端面、金属抗磁圆管的上端面相持平。优选地，所述盖板的环形凹槽处开设有环形通槽，所述环形通槽用于凸起穿过。优选地，所述弹性件一为压缩弹簧，所述弹性件二为拉伸弹簧，所述弹性件二的数量为两个或两个以上，所述弹性件二与涡流块的连接位置到涡流块轴线的距离为涡流块半径的1/2～2/3。优选地，所述涡流块上端面与金属抗磁圆板下表面的距离大于涡流块在轻载下振动的幅度，所述涡流块下端面与底板上表面的距离大于涡流块在重载下振动的幅度。优选地，所述环形永磁体内周面与涡流块外周面之间的距离为涡流块半径的1/20～1/10，环形永磁体的厚度为涡流块半径的1/2～3/4，线圈一与线圈二的直径相等，直径均为涡流块半径的1/20～1/10。优选地，金属抗磁圆板、金属抗磁圆管、盖板的厚度相等，且其厚度为环形永磁体厚度的1/10～1/6，所述金属抗磁圆管由锡青铜或磷铜制成。优选地，压板上凸起的宽度为环形筒宽度的1/2～3/4，环形橡胶块的厚度为环形筒深度的1/4～1/2，磁流变液充满环形筒的1/2～3/4。一种前述涡流动力吸振式隔振器的隔振方法，将该涡流动力吸振式隔振器设置于浮置板轨道的轨道板下，当空载或重载列车来临时，通过以下步骤隔振：S1、弹簧减振机构进行减振：压板受迫向下运动，压板压缩弹性件一，根据载荷力大小，压板的凸起与环形橡胶块接触或不接触，接触时环形橡胶块的阻尼力减小浮置板轨道的最大垂向位移量；S2、涡流耗能机构初步耗能：当压板受迫向下运动时，弹性件二上下振动，涡流块在弹性件二的放大作用下上下振动的幅度增大，涡流块切割环形永磁体产生的磁感线产生涡流，消耗能量；S3、动力吸振机构减振耗能：同时，压板、弹性件二和涡流块组成动力吸振系统，使压板的振动减小，进一步耗能；S4、磁流变阻尼机构减缓振动：同时，线圈二切割磁感线，由于线圈一和线圈二相连形成闭合回路，因而在线圈一中会有感应电流，线圈一产生的磁场作用于磁流变液，导致磁流变液的阻尼增大，减缓压板的振动，从而改善浮置板轨道在小刚度载荷下的隔振性能，减少浮置板轨道的最大垂向位移量。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供的一种应用于浮置板轨道上的涡流动力吸振式隔振器，通过将涡流耗能机构、磁流变阻尼机构、动力吸振机构、弹簧减振机构四种机构优化整合在一起，利用浮置板在列车轻载和重载两种情况下振幅的不同和环形橡胶块的作用，实现了小刚度载荷改善浮置板轨道的隔振性能，大刚度载荷下其减少浮置板轨道的最大垂向位移量。此外，通过线圈一和线圈二相连形成的闭合回路将涡流块振动的能量转化为磁场，再对磁流变液进行控制，提供阻尼力给振动的压板，对于振动产生的机械能进行了再次利用，实现能源循环利用，有效提高了能源利用率，具有良好的环保性。整体而言，该涡流动力吸振式隔振器相较于传统的浮置板轨道隔振器更加结构紧凑，具有更好的减振效果。附图说明图1是本专利技术涡流动力吸振式隔振器的结构示意图；图2是本专利技术中环形永磁铁的结构示意图；图3是本专利技术中动力吸振机构的结构示意图；图4是本专利技术中压板和弹性件二的连接示意图；图5是本专利技术中弹性件二和涡流块的连接示意图；图6是本专利技术中金属抗磁圆板的结构示意图；图7是本专利技术中磁流变液、环形筒、盖板、密封圈的爆炸结构示意图。附图标记说明：1、螺母；2、螺栓；3、压板；4、线圈一；5、金属抗磁圆板；6、弹性件一；7、金属抗磁圆管；8、环形永磁体；9、线圈二；10、底板；11、涡流块；12、弹性件二；13、环形橡胶块；14、磁流变液；15、环形筒；16、盖板；17、密封圈。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术做进一步的说明：如图1所示，本专利技术涡流动力吸振式隔振器结构示意图，包括弹簧减振机构、涡流耗能机构、动力吸振机构以及磁流变阻尼机构。弹簧减振机构包括螺母1、螺栓2、压板3、底板10、弹性件一6，涡流耗能机构包括环形永磁体8、涡流块11、金属抗磁圆管7，动力吸振机构包括压板3、涡流块11、弹性件二12，磁流变阻尼机构包括线圈一4、线圈二9、金属抗磁圆板5、环形橡胶块13、磁流变液14、环形筒15、盖板16、密封圈17。以下将结合附图对弹簧减振机构、涡流耗能机构、动力吸振机构以及磁流变阻尼机构分别进行详细说明：弹簧减振机构：如图1所示，压板3、底板10、涡流块11、金属抗磁圆板5的中心轴线处上均开设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种涡流动力吸振式隔振器，其特征在于：包括弹簧减振机构、涡流耗能机构、动力吸振机构以及磁流变阻尼机构，所述弹簧减振机构包括螺母(1)、螺栓(2)、压板(3)、底板(10)、弹性件一(6)，所述涡流耗能机构包括环形永磁体(8)、涡流块(11)、金属抗磁圆管(7)，所述动力吸振机构包括压板(3)、弹性件二(12)、涡流块(11)，所述磁流变阻尼机构包括线圈一(4)、线圈二(9)、金属抗磁圆板(5)、环形橡胶块(13)、磁流变液(14)、环形筒(15)、盖板(16)、密封圈(17)；所述压板(3)、底板(10)通过螺母(1)、螺栓(2)连接，所述弹性件一(6)、金属抗磁圆管(7)、环形永磁铁(8)、涡流块(11)位于压板(3)和底板(10)之间且以底板(10)的中心轴线为轴由外而内依次设置，所述弹性件一(6)预压于压板(3)、底板(10)之间，所述压板(3)、底板(10)、涡流块(11)、金属抗磁圆板(5)上均设有通孔以使螺栓(2)穿过或连接；所述金属抗磁圆管(7)和环形永磁体(8)固定设置于底板(10)上，所述弹性件二(12)穿设金属抗磁圆板(5)且其两端分别与压板(3)、涡流块(11)相连接；所述金属抗磁圆板(5)位于环形永磁铁(8)和涡流块(11)之上且与环形永磁铁(8)的上端面固定连接，金属抗磁圆板(5)上设有对应的通孔以使弹性件二(12)穿过，其内填充有磁流变液(14)的环形筒(15)固定在金属抗磁圆板(5)的上表面，所述盖板(16)盖于环形筒(15)且其上表面设有环形凹槽，所述环形橡胶块(13)置于环形筒(15)内且与环形筒(15)筒底接触，所述压板(3)上对应环形筒(15)处设有凸起，所述凸起下端内外侧表面均设有若干个环形槽，所述凸起穿过盖板(16)的环形凹槽浸入磁流变液(14)中，所述密封圈(17)嵌设在盖板(16)的环形凹槽中以使磁流变液(14)密封于环形筒(15)内，所述线圈一(4)套设于环形筒(15)外周面，所述线圈二(9)套设于涡流块(11)外周面，线圈一(4)和线圈二(9)相连形成闭合回路。...

【技术特征摘要】
1.一种涡流动力吸振式隔振器，其特征在于：包括弹簧减振机构、涡流耗能机构、动力吸振机构以及磁流变阻尼机构，所述弹簧减振机构包括螺母(1)、螺栓(2)、压板(3)、底板(10)、弹性件一(6)，所述涡流耗能机构包括环形永磁体(8)、涡流块(11)、金属抗磁圆管(7)，所述动力吸振机构包括压板(3)、弹性件二(12)、涡流块(11)，所述磁流变阻尼机构包括线圈一(4)、线圈二(9)、金属抗磁圆板(5)、环形橡胶块(13)、磁流变液(14)、环形筒(15)、盖板(16)、密封圈(17)；所述压板(3)、底板(10)通过螺母(1)、螺栓(2)连接，所述弹性件一(6)、金属抗磁圆管(7)、环形永磁铁(8)、涡流块(11)位于压板(3)和底板(10)之间且以底板(10)的中心轴线为轴由外而内依次设置，所述弹性件一(6)预压于压板(3)、底板(10)之间，所述压板(3)、底板(10)、涡流块(11)、金属抗磁圆板(5)上均设有通孔以使螺栓(2)穿过或连接；所述金属抗磁圆管(7)和环形永磁体(8)固定设置于底板(10)上，所述弹性件二(12)穿设金属抗磁圆板(5)且其两端分别与压板(3)、涡流块(11)相连接；所述金属抗磁圆板(5)位于环形永磁铁(8)和涡流块(11)之上且与环形永磁铁(8)的上端面固定连接，金属抗磁圆板(5)上设有对应的通孔以使弹性件二(12)穿过，其内填充有磁流变液(14)的环形筒(15)固定在金属抗磁圆板(5)的上表面，所述盖板(16)盖于环形筒(15)且其上表面设有环形凹槽，所述环形橡胶块(13)置于环形筒(15)内且与环形筒(15)筒底接触，所述压板(3)上对应环形筒(15)处设有凸起，所述凸起下端内外侧表面均设有若干个环形槽，所述凸起穿过盖板(16)的环形凹槽浸入磁流变液(14)中，所述密封圈(17)嵌设在盖板(16)的环形凹槽中以使磁流变液(14)密封于环形筒(15)内，所述线圈一(4)套设于环形筒(15)外周面，所述线圈二(9)套设于涡流块(11)外周面，线圈一(4)和线圈二(9)相连形成闭合回路。2.根据权利要求1所述的涡流动力吸振式隔振器，其特征在于：所述环形永磁铁(8)的N磁极和S磁极均在一个环形端面。3.根据权利要求1所述的涡流动力吸振式隔振器，其特征在于：所述线圈一(4)的外周面、金属抗磁圆板(5)的圆周侧面、环形永磁铁(8)的外周面均与金属抗磁圆管(7)的内周面相接触，线圈一(4)的内周面与环形筒(15)的外周面相接触，所述线圈一(4)的高度与盖板(16)的上端面、金属抗磁圆管(7)的上端面相持平。4.根据权利要求1所述的涡流动力吸振式隔振器，其特征在于：所述盖板(16)的环形凹槽处开设有环形通槽，所述环形通槽用于凸起穿过。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文强，李孟葵，李彦，谢远明，李传晓，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：四川,51