高静低动刚度特性的隔振器及具有其的轨道系统技术方案

本发明专利技术提供了一种高静低动刚度特性的隔振器及具有其的轨道系统，高静低动刚度特性的隔振器包括：正刚度组件，正刚度组件包括座体和设置在座体的腔体内的第一弹性件；支撑部，支撑部与第一弹性件的上端抵接；浮动部，浮动部与支撑部配合连接；负刚度组件，负刚度组件包括相互配合的弹性部和承载部，弹性部与支撑部和/或浮动部连接，承载部与座体连接；浮动部在承受载荷并压缩第一弹性件的情况下，弹性部向承载部施加的作用力的方向相对第一弹性件的弹力的方向倾斜或垂直设置。通过该技术方案，能够降低既有的轨道系统固有频率、提高既有的隔振器以及轨道系统的隔振频率范围和低频减振效果，同时可有效控制列车经过轨道系统时的动态位移。

Vibration Isolator with High Static and Low Dynamic Stiffness and Its Track System

【技术实现步骤摘要】
高静低动刚度特性的隔振器及具有其的轨道系统
本专利技术涉及轨道减振降噪
，具体而言，涉及一种高静低动刚度特性的隔振器及具有其的轨道系统。
技术介绍
低频隔振是轨道交通隔振领域一大研究热点和难点。结构振动控制根据是否需要外部能源输入可分为被动控制、主动控制、半主动控制和混合控制，采用主动控制隔振和半主动控制隔振两种技术很好地隔离低频振动，但是其结构复杂，占用空间较大，制造成本高，均需要外界提供能量，且存在不稳定和电磁污染等问题。相比之下，传统的被动隔振结构简单、易于实现、工作可靠、不会额外消耗外界的能量，但是当其结构一旦确定，其固有频率就被确定，只有当激励频率大于隔振系统固有频率的特定倍数才能起到隔振效果。一般情况下被动隔振可较好地隔离中、高频振动，但隔离低频振动的能力较差。根据隔振系统自身特性和描述振动的数学模型的不同，隔振系统又可分为线性隔振系统和非线性隔振系统。其中，线性隔振系统是指质量保持不变，但其弹性力和阻尼力与运动参数成线性关系的系统，其数学模型可以用线性常系数常微分方程表示。而不属于线性隔振系统的系统即为非线性隔振系统。由隔振理论可知，线性隔振系统的传递率与其刚度k和阻尼c有着密切的关系。当选择增加系统阻尼时，其阻尼比增大，则其共振频率对应的传递率最大值减小，但是其在高频段的传递率会增大；当选择减小系统刚度时，其固有频率减小，则隔振起始频率减小，隔振频率范围增大，但是其静态承载能力下降，静态变形量增大。因此对传统的线性隔振系统而言，无法同时获取较低的隔振起始频率和较高的静态承载能力，两者是相互对立矛盾的。这也是上述轨道交通减振措施在低频减振效果差的主要原因。因此，现有的隔振器的隔振频率范围窄，设计一种能够有效隔离低频振动且同时控制轨道动态位移的隔振器，对于轨道交通或其他领域的低频隔振很有必要。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种高静低动刚度特性的隔振器及具有其的轨道系统，在严格控制或降低轨道动态位移的前提下，降低既有隔振器及其轨道系统的固有频率，提高低频减振效果和隔振频率范围。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种高静低动刚度特性的隔振器，包括：正刚度组件，正刚度组件包括座体和设置在座体的腔体内的第一弹性件；支撑部，支撑部与第一弹性件的上端抵接；浮动部，浮动部与支撑部配合连接；负刚度组件，负刚度组件包括相互配合的弹性部和承载部，弹性部与支撑部和/或浮动部连接，承载部与座体连接；浮动部在承受载荷并压缩第一弹性件的情况下，弹性部向承载部施加的作用力的方向相对第一弹性件的弹力的方向倾斜或垂直设置。进一步地，弹性部包括第二弹性件和与第二弹性件连接的推动件，第二弹性件处于压缩状态，推动件与承载部抵接。进一步地，承载部具有第一曲面，第二弹性件在伸缩的过程中，推动件能够与第一曲面的不同位置抵接。进一步地，推动件具有第二曲面，第二曲面上的位置与第一曲面上的位置抵接。进一步地，承载部包括连杆和承载件，连杆的下端与座体的底部连接，连杆的上端与承载件连接，推动件与承载件抵接。进一步地，连杆穿设通过支撑部的至少一部分，支撑部上具有避让承载件的避让孔，承载件与连杆螺纹连接或焊接。进一步地，弹性部与支撑部连接，弹性部设置在支撑部的第一腔体内。进一步地，支撑部包括：架体，承载部穿设通过架体；盖板，设置在架体的上部，盖板与架体之间具有第一腔体，第二弹性件与第一腔体的侧壁连接，浮动部与盖板连接。进一步地，弹性部还包括：导向结构，导向结构水平设置在第一腔体内，第二弹性件设置在导向结构内。进一步地，弹性部为多个，多个弹性部分布在承载部的周向。进一步地，浮动部包括筒体和设置在筒体的内壁上的支撑件，支撑件与支撑部的上部连接，筒体内在支撑件的上方具有第二腔体，弹性部设置在第二腔体内。进一步地，弹性部与浮动部连接，浮动部还包括设置在筒体的内壁上的第一固定件，第二腔体位于支撑件和第一固定件之间，弹性部还包括导向结构，导向结构的上部与第一固定件连接，第二弹性件设置在导向结构内。进一步地，浮动部还包括：第二固定件，第二固定件的下部与支撑部连接，导向结构的下部与第二固定件的上部连接。进一步地，弹性部还包括：限位件，限位件设置在导向结构的端部，限位件用于对第二弹性件进行限位。进一步地，支撑部与座体间隔设置，支撑部的下端面与座体的上端面对应设置，隔振器还包括密封件，密封件套设在支撑部和座体上，以封堵住支撑部与座体之间的间隙。进一步地，浮动部包括筒体和设置在筒体的内壁上的环形的支撑件，支撑件上具有避让槽；支撑部能够相对浮动部转动以及沿筒体的轴向移动，支撑部包括架体和设置在架体上的盖板，通过支撑部与浮动部的相对移动，盖板能够穿设通过避让槽以及移动到与支撑件的下端面抵接的位置。进一步地，隔振器还包括：阻尼液，设置在座体的腔体内；阻尼件，阻尼件的上端与支撑部连接，阻尼件的下端浸入阻尼液中。根据本专利技术的另一方面，提供了一种轨道系统，包括高静低动刚度特性的隔振器，隔振器为上述提供的隔振器。应用本专利技术的技术方案，在隔振器中设置正刚度组件、支撑部、浮动部和负刚度组件，浮动部用于承受载荷，负刚度组件的弹性部与支撑部或浮动部连接，承载部与座体连接，浮动部在承受载荷并压缩第一弹性件的情况下，第一弹性件收缩，弹性部向承载部施加的作用力的方向相对于第一弹性件的弹力的方向倾斜。这样，正刚度组件和负刚度组件配合产生的弹性力，与浮动部的位移呈非线性关系，这样该隔振器可同时获得较低的隔振起始频率和较高的静态承载能力，即具有较高的静态刚度和较低的动态刚度特性(简称高静低动)，能够隔绝低频率振动，提高了隔振器的隔振频率范围。将该隔振器应用于轨道系统中，可提高轨道系统的隔振频率范围，减少低频率振动传递，减少对周围环境的影响。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了本专利技术的实施例一提供的隔振器的结构示意图；图2示出了图1中的隔振器在工作时弹性部对承载部的作用力示意图；图3示出了图1中的隔振器中的弹性部的布置示意图；图4示出了图1中的隔振器中的弹性部的另一布置示意图；图5示出了图1中的隔振器中的弹性部的另一结构示意图；图6示出了图1中的隔振器的俯视图；图7示出了本专利技术的实施例二提供的隔振器的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、正刚度组件；11、座体；12、第一弹性件；20、支撑部；21、架体；22、盖板；30、浮动部；31、筒体；32、支撑件；321、避让槽；33、第一固定件；34、第二固定件；40、弹性部；41、第二弹性件；42、推动件；421、第二曲面；43、导向结构；44、限位件；50、承载部；51、第一曲面；52、连杆；53、承载件；60、密封件；70、阻尼件。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高静低动刚度特性的隔振器，其特征在于，包括：正刚度组件(10)，所述正刚度组件(10)包括座体(11)和设置在所述座体(11)的腔体内的第一弹性件(12)；支撑部(20)，所述支撑部(20)与所述第一弹性件(12)的上端抵接；浮动部(30)，所述浮动部(30)与所述支撑部(20)配合连接；负刚度组件，所述负刚度组件包括相互配合的弹性部(40)和承载部(50)，所述弹性部(40)与所述支撑部(20)和/或所述浮动部(30)连接，所述承载部(50)与所述座体(11)连接；所述浮动部(30)在承受载荷并压缩所述第一弹性件(12)的情况下，所述弹性部(40)向所述承载部(50)施加的作用力的方向相对所述第一弹性件(12)的弹力的方向倾斜或垂直设置。

【技术特征摘要】
1.一种高静低动刚度特性的隔振器，其特征在于，包括：正刚度组件(10)，所述正刚度组件(10)包括座体(11)和设置在所述座体(11)的腔体内的第一弹性件(12)；支撑部(20)，所述支撑部(20)与所述第一弹性件(12)的上端抵接；浮动部(30)，所述浮动部(30)与所述支撑部(20)配合连接；负刚度组件，所述负刚度组件包括相互配合的弹性部(40)和承载部(50)，所述弹性部(40)与所述支撑部(20)和/或所述浮动部(30)连接，所述承载部(50)与所述座体(11)连接；所述浮动部(30)在承受载荷并压缩所述第一弹性件(12)的情况下，所述弹性部(40)向所述承载部(50)施加的作用力的方向相对所述第一弹性件(12)的弹力的方向倾斜或垂直设置。2.根据权利要求1所述的隔振器，其特征在于，所述弹性部(40)包括第二弹性件(41)和与所述第二弹性件(41)连接的推动件(42)，所述第二弹性件(41)处于压缩状态，所述推动件(42)与所述承载部(50)抵接。3.根据权利要求2所述的隔振器，其特征在于，所述承载部(50)具有第一曲面(51)，所述第二弹性件(41)在伸缩的过程中，所述推动件(42)能够与所述第一曲面(51)的不同位置抵接。4.根据权利要求3所述的隔振器，其特征在于，所述推动件(42)具有第二曲面(421)，所述第二曲面(421)上的位置与所述第一曲面(51)上的位置抵接。5.根据权利要求2所述的隔振器，其特征在于，所述承载部(50)包括连杆(52)和承载件(53)，所述连杆(52)的下端与所述座体(11)的底部连接，所述连杆(52)的上端与所述承载件(53)连接，所述推动件(42)与所述承载件(53)抵接。6.根据权利要求5所述的隔振器，其特征在于，所述连杆(52)穿设通过所述支撑部(20)的至少一部分，所述支撑部(20)上具有避让所述承载件(53)的避让孔，所述承载件(53)与所述连杆(52)螺纹连接或焊接。7.根据权利要求2所述的隔振器，其特征在于，所述弹性部(40)与所述支撑部(20)连接，所述弹性部(40)设置在所述支撑部(20)的第一腔体内。8.根据权利要求7所述的隔振器，其特征在于，所述支撑部(20)包括：架体(21)，所述承载部(50)穿设通过所述架体(21)；盖板(22)，设置在所述架体(21)的上部，所述盖板(22)与所述架体(21)之间具有所述第一腔体，所述第二弹性件(41)与所述第一腔体的侧壁连接，所述浮动部(30)与所述盖板(22)连接。9.根据权利要求7所述的隔振器，其特征在于，所述弹性部(40)还包括：导向结构(43)，所述导向结构(43)水平设置在所述第一腔体内，所述第二弹性件(41)设置在所述导向结构(43)内。10.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖俊恒，杜香刚，刘长溪，刘韦，曹庆杰，施成，于毫勇，孙照亮，朱光楠，王继军，刘伟斌，徐宏超，刘吉晔，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11