一种干摩擦耗能型减振降噪扣件及其使用方法技术

本发明专利技术公开了一种干摩擦耗能型减振降噪扣件及其使用方法，包括器下垫板、器下垫板上方设置的调高垫板以及调高垫板上方设置的铁垫板；所述器下垫板、调高垫板以及铁垫板通过锚固锁紧结构固定连接在轨枕上；铁垫板上方设置有多组压扭转换减振器，压扭转换减振器上设置有干磨擦耗能组件。本发明专利技术的干磨擦耗能组件通过颗粒、包袋和腔体之间的摩擦和碰撞等耗能行为消耗钢轨振动能量，提供了更高的高频阻尼损耗因子，从而在轮轨耦合共振频率处提供更大阻尼，减小钢轨振动及噪声对轨枕、道床及地面的传递。本发明专利技术基于压扭转换减振器在竖直运动的移动摩擦基础上添加了旋转运动的旋转摩擦，增加了摩擦行程，用于减振降噪。用于减振降噪。用于减振降噪。

【技术实现步骤摘要】
一种干摩擦耗能型减振降噪扣件及其使用方法


[0001]本专利技术涉及轨道减振降噪
，具体涉及一种干摩擦耗能型减振降噪扣件及其使用方法。

技术介绍

[0002]伴随各城市经济的飞速发展，城市轨道交通系统也在高速发展。然而，城市轨道交通系统为人们日常出行提供便利的同时，其所引起的振动和环境噪声问题也给沿线居民和乘客带来了极大的困扰。因此，解决轨道交通产生的振动和噪声问题很有必要。目前，高阻尼减振扣件是一种非常有效的减振降噪措施。
[0003]在低频段，决定列车引起环境振动及二次结构噪声幅值高低的主要激励源是轮轨P2共振力，该共振力的幅值与扣件系统阻尼成反比，因此扣件系统阻尼性能直接影响列车引起的沿线环境振动以及二次结构噪声。
[0004]在高频段，扣件系统的损失因子，直接决定了轨道结构的200
‑
1000 Hz内的纵向衰减率以及由轨道结构引起的轮轨振动和声辐射，从而决定了列车车内噪声的幅值和乘客的舒适度。
[0005]综上所述，扣件系统阻尼对于轨道交通减振降噪至关重要。当前现有减振扣件多数使用橡胶垫板等粘弹性材料作为减振部件，因而此类减振扣件的性能取决于材料自身粘弹性阻尼，而材料自身粘弹性阻尼在满足铁路刚度、强度需求时难以取得较大的损失因子（一般损失因子在0.1左右），且不可避免地存在高频阻尼损耗因子低、易老化、减振性能衰减快、使用温度范围窄等问题。
[0006]因此，亟需一种能利用摩擦碰撞耗能原理，高频阻尼损耗因子更高且减振性能保持较好的减振降噪扣件，用于轨道交通减振降噪。

技术实现思路

[0007]为解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种干摩擦耗能型减振降噪扣件及其使用方法，基于干摩擦减振耗能机理，高频阻尼损耗因子高、减振性能更好且寿命更长、能够适应各种恶劣环境，解决了上述
技术介绍
中提到的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种干摩擦耗能型减振降噪扣件，所述扣件包括器下垫板、器下垫板上方设置的调高垫板以及调高垫板上方设置的铁垫板；所述器下垫板、调高垫板以及铁垫板通过锚固锁紧结构固定连接在轨枕上，所述锚固锁紧结构包括锚固螺栓、弹簧垫圈、平垫块和预埋套管，所述预埋套管提前埋设于枕轨。
[0009]优选的，所述铁垫板上方设置有多组压扭转换减振器，压扭转换减振器上设置有干磨擦耗能组件，所述压扭转换减振器以及干摩擦耗能组件四周均被铁垫板挡住，钢轨被绝缘轨距块压在所述干摩擦耗能组件上方中心；所述绝缘轨距块被弹条通过螺栓紧固结构连接在铁垫板上并施加预紧力，所述螺栓紧固结构包括T型螺栓、六角螺母和平垫圈。
[0010]优选的，所述干摩擦耗能组件包括腔体和盖板；所述腔体设有安装槽，盖板通过勾
爪嵌入腔体的安装槽内；所述腔体内含有弹性包袋，所述弹性包袋内含有减振颗粒。
[0011]优选的，所述干磨擦耗能组件包括腔体和盖板；所述腔体设有安装槽，盖板通过勾爪嵌入腔体的安装槽内；所述腔体内含有减振颗粒，所述减振颗粒与盖板之间存在间隙。
[0012]优选的，所述腔体及盖板的外型为长方体，两侧设有用于装配绝缘轨距块的凹槽；所述腔体和盖板的材料为铝合金或铁。
[0013]优选的，所述减振颗粒形状为球形，直径为0.1
‑
10 mm；所述减振颗粒的材料为铁基材料、纳基材料、钛基材料、铅基材料、铝基材料、铬基材料、铜基材料、橡胶、玻璃、氧化锆、混凝土、砂砾、卵砾、陶瓷或聚氨酯材料。
[0014]优选的，所述弹性包袋为塑料、橡胶或金属编织物的弹性材料。
[0015]优选的，所述压扭转换减振器包括上滑槽、弹簧、凸轮以及下滑槽；所述上滑槽固定连接在干磨擦耗能组件下表面，下滑槽固定连接在铁垫板上表面，凸轮放置在下滑槽中，所述弹簧的一端抵接盖板下表面，另一端抵接凸轮；所述上滑槽、凸轮以及下滑槽上设置有锯齿，凸轮通过锯齿实现与上滑槽和下滑槽的啮合；钢轨受力振动时，将压扭转换减振器受压的竖直运动转化为上滑槽相对下滑槽的竖直运动和凸轮的旋转运动，增加了摩擦行程，提高扣件阻尼。
[0016]优选的，所述上滑槽的静摩擦因数范围为0
‑
1，上滑槽的动摩擦因数范围为0
‑
1；所述凸轮的静摩擦因数范围为0
‑
1，凸轮的动摩擦因数范围为0
‑
1；所述下滑槽的静摩擦因数范围为0
‑
1，下滑槽的动摩擦因数范围为0
‑
1。
[0017]另外，为实现上述目的，本专利技术还提供如下技术方案：一种干摩擦耗能型减振降噪扣件的使用方法，具体包括如下：当钢轨受力向下振动时，干摩擦耗能组件带动压扭转换减振器中的上滑槽一起向下移动，移动至上滑槽与凸轮失去啮合，凸轮继续向下移动并沿下滑槽锯齿方向做旋转运动；当钢轨停止向下振动时，在弹簧的作用下，干摩擦耗能组件带动压扭转换减振器中的上滑槽一起向上移动，凸轮继续向上移动并沿上滑槽锯齿方向做旋转运动；重复上述过程，在竖直运动的移动摩擦基础上添加了旋转运动的旋转摩擦，增加了摩擦行程，用于减振降噪。
[0018]本专利技术的有益效果是：1）本专利技术中干摩擦耗能组件使用干摩擦碰撞耗能减振技术代替现有扣件中材料压缩变形减振技术，通过颗粒、包袋和腔体之间的摩擦和碰撞等耗能行为消耗钢轨振动能量，该技术能够比现有技术提供更高的高频阻尼损耗因子，从而在轮轨耦合共振频率处提供更大阻尼，减小钢轨振动及噪声对轨枕、道床及地面的传递。
[0019]2）现有扣件技术中，减振部件接触面之间摩擦力尽可能小以保证部件运动顺畅，本专利技术采用压扭转换减振器中，各部件之间紧密接触且摩擦因数较大，放大摩擦并利用摩擦耗能缓解钢轨及轨下基础振动。并且将减振器的受压竖直移动转化为凸轮的旋转运动，在移动摩擦基础上添加转动摩擦，进一步放大摩擦效应。
[0020]3）本专利技术所用干摩擦耗能组件和压扭转换减振器各部件均为刚性材料而非橡胶等黏弹性材料，因此克服了现有扣件易老化、减振性能衰减快、使用温度范围窄等问题，使
用寿命长且能够适应恶劣环境。
[0021]4）本专利技术中阻尼颗粒独立于轨枕外部，一方面是由于钢轨振动较大，直接安装在钢轨下部，吸收耗散由列车运行直接产生的钢轨振动，其减振降噪效果更好；另一方面，制造简单，减振组件可单独拆卸更换，提高了生产、安装、维护的便利性，大大降低成本。
附图说明
[0022]图1为本专利技术干摩擦耗能型减振扣件的结构示意图；图2为干摩擦耗能组件的立体结构示意图；图3为实施例1中干摩擦耗能组件的正面结构剖视图；图4为实施例2中干摩擦耗能组件的正面结构剖视图；图5为本专利技术压扭转换减振器的爆炸结构示意图；图中，1
‑
钢轨；2
‑
干摩擦耗能组件；201
‑
腔体；202
‑
盖板；203
‑
减振颗粒；204
‑
弹性包袋；3
‑
压扭转换减振器；301
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种干摩擦耗能型减振降噪扣件，其特征在于，所述扣件包括器下垫板（14）、器下垫板（14）上方设置的调高垫板（13）以及调高垫板（13）上方设置的铁垫板（9）；所述器下垫板（14）、调高垫板（13）以及铁垫板（9）通过锚固锁紧结构固定连接在轨枕上，所述锚固锁紧结构包括锚固螺栓（10）、弹簧垫圈（11）、平垫块（12）和预埋套管（15），所述预埋套管（15）提前埋设于枕轨。2.根据权利要求1所述的干摩擦耗能型减振降噪扣件，其特征在于：所述铁垫板（9）上方设置有多组压扭转换减振器（3），压扭转换减振器（3）上设置有干磨擦耗能组件（2），所述压扭转换减振器（3）以及干摩擦耗能组件（2）四周均被铁垫板（9）挡住，钢轨（1）被绝缘轨距块（8）压在所述干摩擦耗能组件（2）上方中心；所述绝缘轨距块（8）被弹条（7）通过螺栓紧固结构连接在铁垫板（9）上并施加预紧力，所述螺栓紧固结构包括T型螺栓（4）、六角螺母（5）和平垫圈（6）。3.根据权利要求1所述的干摩擦耗能型减振降噪扣件，其特征在于：所述干摩擦耗能组件（2）包括腔体（201）和盖板（202）；所述腔体（201）设有安装槽，盖板（202）通过勾爪嵌入腔体（201）的安装槽内；所述腔体（201）内含有弹性包袋（204），所述弹性包袋内含有减振颗粒（203）。4.根据权利要求1所述的干摩擦耗能型减振降噪扣件，其特征在于：所述干磨擦耗能组件（2）包括腔体（201）和盖板（202）；所述腔体（201）设有安装槽，盖板（202）通过勾爪嵌入腔体（201）的安装槽内；所述腔体（201）内含有减振颗粒（203），所述减振颗粒（203）与盖板（202）之间存在间隙。5.根据权利要求3或4所述的干摩擦耗能型减振降噪扣件，其特征在于：所述腔体（201）及盖板（202）的外型为长方体，两侧设有用于装配绝缘轨距块（8）的凹槽；所述腔体（201）和盖板（202）的材料为铝合金或铁。6.根据权利要求3或4所述的干摩擦耗能型减振降噪扣件，其特征在于：所述减振颗粒（203）形状为球形，直径为0.1
‑
10 mm；所述减振颗粒（203）的材料为铁基材料、纳基材料、钛基材料、铅基材料、铝基材料、铬基材料、铜基材料、橡胶、玻璃、氧化锆、混凝土、...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩健，姚煜阳，何远鹏，肖新标，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：