钢轨用动力吸振器及其制备方法技术

一种钢轨用动力吸振器及其制备方法，吸振器包括设置在钢轨两侧的动力吸振器，所述动力吸振器包括第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元，所述第一质量单元和第二质量单元位于所述第三质量单元的上方，所述第一质量单元位于远离轨腰的一侧，所述第二质量单元位于靠近轨腰的一侧，所述第三质量单元位于靠近轨底的一侧，所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元通过粘弹性单元硫化为一体；由此，本发明专利技术通过各质量单元和粘弹性单元之间的结构设置和参数优化设计，优化了共振频率，提高了振动能量由钢轨向动力吸振器的转移率，增强了能量耗散能力，同时还具有制备和安装过程简单的优点。

【技术实现步骤摘要】
钢轨用动力吸振器及其制备方法
本专利技术涉及轨道交通的
，尤其涉及一种钢轨用动力吸振器及其制备方法。
技术介绍
振动在媒质中是以波的形式进行传播的，如结构振动时，在结构的自由表面会产生振幅随离表面深度而衰减的表面波，但在表面振动的波形有一定的规律性，宏观表现为几何参数一定的曲面起伏状特性，即振动波在与结构表面垂直的方向上起伏并向前传递的特性。在轨道减振降噪措施中，有效地减少列车对沿线建筑物的振动影响的传统办法是将轨道结构的固有频率降低，其中，增加轨道质量或者降低刚度均可以降低轨道结构的固有频率。但是，增加轨道结构的质量会受到隧道空间以及建设成本的限制；降低刚度能使轨道结构的固有频率变得很低，同时会大幅增加的钢轨位移，极大地增加了列车运行的安全性危害。因此，无法通过这两种形式有效地降低轨道系统振动。在轨道系统中，振动是通过钢轨依次向扣件、道床及基础向外传递的，因此对钢轨采取相应的减振措施是十分有利也是相当有效的方式。由轮轨耦合导致的钢轨振动弹性波成分复杂，是一种包含多自由度的复杂的振动系统，但由于钢轨独特的工字梁结构，其在轨腰和轨底的表面相对较大且表面均为相对较平的平面状，其不同频率成分的表面波特征基本一致。采用动力吸振器对钢轨进行减振处理是具有积极意义的。动力吸振器是指利用共振系统吸收物体的振动能量以减小物体振动的设备，动力吸振器一般由“质量-弹簧-阻尼”单元构成，其原理是由“质量-弹簧”构成的系统共振频率与所需治理频率一致时，这种附加系统在共振时产生的反作用力可使振动物体的振动减小，“阻尼”单元则将吸收的振动能量转化为热能。因此增加吸振器的自由度和提高阻尼性能将具有重要意义。由于动力吸振器共振频率因此通过设置不同的质量单元和弹性单元即可具有不同的共振频率，但是采用过大的质量将增大生产费用，由于质量带来的调频不及刚度带来的经济效益高。阻尼方面，增加阻尼的方法主要有提高粘弹性材料自身阻尼特性和增大粘弹性材料与质量单元的复合界面等方法。目前，国内外在轨道工程领域已经有很多关于动力吸振器的相关研究。对于动力吸振器，从组合方式划分，有一体式结构(即硫化成一体)和多体式结构(多结构体组合)；从自由度因素划分，可分为单自由度动力吸振器、多自由度动力吸振器；从阻尼材料角度划分，可分为“质量-粘弹性材料”动力吸振器、“质量-颗粒阻尼材料”动力吸振器等，一般而言，市场上最常见的是多自由度“质量-粘弹性材料”动力吸振器。对于多自由度“质量-粘弹性材料”动力吸振器，其常见的问题主要有：1)非一体式结构中的零部件多，安装施工复杂。一体式结构内部各单元之间的组成关系单调，仅为质量单元的简单叠加或其它拼凑等方式，且部分动力吸振器中的各质量单元形状单一，吸振效果不佳；2)一体式结构中粘弹性材料的弹性单元单一，一定程度上限制了不同频段下各质量单元在共振过程中的振动特性；没能充分利用由各粘弹性材料之间的不同粘弹特性以增加系统阻尼，从而进一步降低钢轨振动声辐射；3)未曾考虑钢轨的轨腰和轨底上表面波的传播特性，以便针对该特性进行相应特征参数匹配设计，从而将钢轨振动大量转移至动力吸振器中；4)对于部分低频段的共振峰值，常规的方法是增大动力吸振器的质量，但过大的质量又导致成本的增大和制造安装过程中的复杂。现有的动力吸振器没有采用二级刚度的方式将共振频率调整到低频；5)未曾充分设计或利用粘弹性阻尼材料与质量单元之间的结构阻尼因素，尤其是提高粘弹性材料与质量单元之间的复合界面以提高剪切阻尼特性，以切实提高动力吸振器内部能量的损耗能力；6)常规夹具作用在动力吸振器的加持力处无凹坑，以至于夹具在长期夹紧过程中容易移位或脱落，从而造成夹持作用失效；7)部分非封闭形式的结构还容易积水积尘，尤其是在室外环境下，动力吸振器中的弹性单元加速老化，降低其使用寿命。8)动力吸振器的结构、制备和安装方法复杂，不便于提高施工效率。为此，本专利技术的设计者有鉴于上述缺陷，通过潜心研究和设计，综合长期多年从事相关产业的经验和成果，研究设计出一种钢轨用动力吸振器及其制备方法，以克服上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种钢轨用动力吸振器及其制备方法，其结构简单，操作维护便捷，能有效解决现有技术的问题，提高了动力吸振器的能量吸收效率，能有效提高产品的寿命，减少了由于增加过多的质量而带来的成本和生产制造难度，有效降低了钢轨在特定频段的振动及辐射噪声。为实现上述目的，本专利技术公开了一种钢轨用动力吸振器，包括设置在钢轨两侧的动力吸振器，其特征在于：所述动力吸振器贴合于钢轨的轨腰两侧设置，并位于所述钢轨的轨头和轨底之间，所述动力吸振器包括第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元，所述第一质量单元和第二质量单元位于所述第三质量单元的上方，所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元整体呈倒品字形结构，所述第一质量单元位于所述动力吸振器远离所述钢轨的轨腰的一侧，所述第二质量单元位于所述动力吸振器靠近所述钢轨的轨腰的一侧，所述第三质量单元位于所述动力吸振器靠近所述钢轨的轨底上表面的一侧，所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元通过粘弹性单元硫化为一体。其中：所述第三质量单元的上表面为向下凹陷以形成弧形的一凹陷部，所述第一质量单元和第二质量单元的下表面均向下凸起形成弧形的凸起部，且所述第一质量单元和第二质量单元的凸起部的弧形与凹陷部的弧形相对应，所述第一质量单元和第二质量单元下端的凸起部至少部分地容纳在所述凹陷部内。其中：所述第一质量单元和第二质量单元相邻的表面为凹凸互补地插接在一起。其中：所述第一质量单元和第二质量单元相邻的两表面为凹凸互补且呈曲面起伏状或具有垂直但错位设置的凸齿。其中：所述第二质量单元靠近所述轨腰的一侧表面为一曲面起伏状结构，所述第三质量单元靠近所述钢轨的轨底的一侧表面也为另一曲面起伏状结构。其中：所述第二质量单元靠近所述轨腰的曲面起伏状结构为波浪状起伏曲面结构，所述第三质量单元靠近轨底的另一曲面起伏状结构为另一波浪状起伏曲面结构，所述第二质量单元的波浪状起伏曲面结构是沿钢轨纵向延伸的波浪状，所述第三质量单元的另一波浪状起伏曲面结构是沿钢轨纵向起伏的波浪状。其中：所述第一质量单元和第二质量单元相邻的表面之间形成第一间隙，在所述第一间隙内填充第一粘弹性单元，且通过所述第一粘弹性单元将所述第一质量单元和第二质量单元硫化在一起，在所述第一质量单元和第二质量单元的下表面与所述第三质量单元的上表面之间形成第二间隙，在所述第二间隙内填充第二粘弹性单元，最终通过所述第二粘弹性单元将所述第一质量单元和第二质量单元的下表面与所述第三质量单元的上表面硫化在一起，在所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元的外围包覆第三粘弹性单元，该第三粘弹性单元最终将第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元完全包围并硫化成一体。其中：所述动力吸振器远离所述轨腰的一侧设置安装定位部，所述安装定位部为凹坑以用于夹具的定位和固定，所述夹具具有底座和夹臂，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钢轨用动力吸振器，包括设置在钢轨两侧的动力吸振器，其特征在于：/n所述动力吸振器贴合于钢轨的轨腰两侧设置，并位于所述钢轨的轨头和轨底之间，所述动力吸振器包括第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元，所述第一质量单元和第二质量单元位于所述第三质量单元的上方，所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元整体呈倒品字形结构，所述第一质量单元位于所述动力吸振器远离所述钢轨的轨腰的一侧，所述第二质量单元位于所述动力吸振器靠近所述钢轨的轨腰的一侧，所述第三质量单元位于所述动力吸振器靠近所述钢轨的轨底上表面的一侧，所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元通过粘弹性单元硫化为一体。/n

【技术特征摘要】
1.一种钢轨用动力吸振器，包括设置在钢轨两侧的动力吸振器，其特征在于：
所述动力吸振器贴合于钢轨的轨腰两侧设置，并位于所述钢轨的轨头和轨底之间，所述动力吸振器包括第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元，所述第一质量单元和第二质量单元位于所述第三质量单元的上方，所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元整体呈倒品字形结构，所述第一质量单元位于所述动力吸振器远离所述钢轨的轨腰的一侧，所述第二质量单元位于所述动力吸振器靠近所述钢轨的轨腰的一侧，所述第三质量单元位于所述动力吸振器靠近所述钢轨的轨底上表面的一侧，所述第一质量单元、第二质量单元和第三质量单元通过粘弹性单元硫化为一体。


2.如权利要求1所述的钢轨用动力吸振器，其特征在于：所述第三质量单元的上表面为向下凹陷以形成弧形的一凹陷部，所述第一质量单元和第二质量单元的下表面均向下凸起形成弧形的凸起部，且所述第一质量单元和第二质量单元的凸起部的弧形与凹陷部的弧形相对应，所述第一质量单元和第二质量单元下端的凸起部至少部分地容纳在所述凹陷部内。


3.如权利要求1所述的钢轨用动力吸振器，其特征在于：所述第一质量单元和第二质量单元相邻的表面为凹凸互补地插接在一起。


4.如权利要求3所述的钢轨用动力吸振器，其特征在于：所述第一质量单元和第二质量单元相邻的两表面为凹凸互补且呈曲面起伏状或具有垂直但错位设置的凸齿。


5.如权利要求1所述的钢轨用动力吸振器，其特征在于：所述第二质量单元靠近所述轨腰的一侧表面为一曲面起伏状结构，所述第三质量单元靠近所述钢轨的轨底的一侧表面也为另一曲面起伏状结构。


6.如权利要求5所述的钢轨用动力吸振器，其特征在于：所述第二质量单元靠近所述轨腰的曲面起伏状结构为波浪状起伏曲面结构，所述第三质量单元靠近轨底的另一曲面起伏状结构为另一波浪状起伏曲面结构，所述第二质量单...

【专利技术属性】
技术研发人员：佘才高，张伯林，陈鹏，孙大新，辛涛，张用兵，张宏亮，张杰，李强，王森，
申请(专利权)人：北京城建设计发展集团股份有限公司，南京地铁集团有限公司，洛阳双瑞橡塑科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11