【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钢轨减振和轨道振动能量回，尤其涉及一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器。
技术介绍
1、列车在铁轮轨道上运行时，轨道和车轮均会受到不同程度的冲击和振动，这些振动会导致轨道和车轮表面发生磨损和疲劳，这些磨损和疲劳会导致轨道的变形和车轮的损坏，进而影响列车的行驶稳定性和安全性。钢轨波磨是铁路交通运输中常见的问题之一，它是指轨道表面出现波浪型的周期性磨损，这种磨损会导致轨道表面出现凸起和凹陷。钢轨波磨通常是由于列车经过轨道时产生的冲击和振动引起的。当列车通过加减速道路、弯道或不平整的轨道时，车轮会在轨道上产生侧向力和纵向力，这些力会导致轨道表面发生波浪型变形，从而形成钢轨波磨。
2、为了解决钢轨波磨问题，开发了一种称为钢轨吸振器的技术。通常将钢轨吸振器安装在轨腰或者钢轨下方，能够吸收列车通过钢轨时产生的冲击力和振动。钢轨吸振器的原理是利用弹簧和阻尼器的组合，将列车通过时产生的振动能量转化为热能，并逐渐将能量释放到周围环境中，有效地降低钢轨表面的振动，从而减少钢轨波磨的发生。钢轨吸振器具有结构简单、安装维护方便、适用于不同类型的铁路系统等优点，已被广泛应用于铁路系统中。
3、现有的钢轨吸振器包括弹簧吸振器、液压吸振器和磁浮吸振器。虽然现有的弹簧吸振器对于某一特定频段范围内的减振降噪吸收效果明显，但由于钢轨振动时具有宽频、非周期等特点，在几十到几千赫兹内均有分布，单一的弹簧吸振器很难在如此宽泛的频率内吸振降噪，因此现有弹簧吸振器的减振效果往往不佳。液压吸振器相对于弹簧吸振器能吸收较宽频率的振
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，以解决上述现有技术存在的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，所述钢轨吸振器设置于钢轨的轨腰两侧，且沿所述钢轨纵向布置，所述钢轨吸振器远离所述钢轨的一侧固定安装有振动能量回收装置；所述钢轨吸振器包括外壳，所述外壳固定安装在所述钢轨上，所述外壳内部设置有空腔，所述空腔内填充有阻尼液，所述空腔内设置有碰撞组件和若干种质量体，所述碰撞组件用于改变所述质量体的运动路径；所述振动能量回收装置包括固定安装在所述外壳上的盒体，所述盒体内部设置有用于回收振动能量的能量回收单元。
3、优选的，所述质量体包括小质量体和大质量体，所述小质量体和所述大质量体均具有磁性。
4、优选的，所述碰撞组件包括若干层分隔板，若干层所述分隔板均倾斜固定安装在所述外壳靠近所述钢轨一侧的内壁上，若干层所述分隔板沿竖直方向等间距设置，且位于最上层的所述分隔板的宽度小于其余所述分隔板的宽度。
5、优选的，位于最上层的所述分隔板的倾斜角度为13°-17°，其余所述分隔板的倾斜角度为8°-12°。
6、优选的，若干层所述分隔板的末端均固定连接有挡板，所述挡板沿竖直方向设置，所述挡板的竖直高度小于所述大质量体的直径，所述挡板的纵向长度小于所述分隔板的纵向长度。
7、优选的，若干层所述分隔板的顶面上均设置有若干个凸孔，相邻两所述凸孔之间的间距相同，且每层所述分隔板上的所述凸孔对应设置，相邻两所述凸孔之间的距离小于所述大质量体的直径且大于所述小质量体的直径。
8、优选的，所述碰撞组件还包括弹性板，所述弹性板设置于所述空腔的内侧底部。
9、优选的，所述外壳的顶端设置有开口，所述钢轨底部设置有夹具，所述夹具包覆在所述钢轨两侧的所述外壳的外侧，且所述夹具的两端分别与两所述外壳的顶部通过螺栓连接固定。
10、优选的，所述能量回收单元包括固定连接在所述盒体内壁的上下两端的绑线柱，所述绑线柱上均缠绕有线圈；两所述绑线柱之间设置有螺旋型悬臂梁和直角悬臂梁，所述螺旋型悬臂梁位于所述直角悬臂梁的上方，所述螺旋型悬臂梁的起始端固定安装在所述盒体的内壁上，所述螺旋型悬臂梁与所述直角悬臂梁之间设置有磁铁块，所述磁铁块的两端分别固定连接在所述螺旋型悬臂梁的末端、所述直角悬臂梁的起始端，且所述磁铁块与所述绑线柱同心设置，所述直角悬臂梁的末端悬空；所述绑线柱靠近所述磁铁块的一端均固定安装有托盘，所述托盘与所述磁铁块之间设置有间隙。
11、优选的，所述螺旋型悬臂梁的顶面、所述直角悬臂梁的顶面均固定安装有压电片。
12、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点和技术效果：
13、1、通过调节质量体的数量和大小来改变钢轨吸振器的固有频率，使钢轨吸振器的固有频率与钢轨的固有振动频率一致，从而实现最大程度地降低钢轨的振动强度，可以解决现有的钢轨吸振器不能实现宽频高效地降低钢轨振动的问题。
14、2、将钢轨振动转化为质量体在空腔内部的运动，通过质量体与空腔内壁、分隔板、挡板发生碰撞、冲击、摩擦，从而使本专利技术的钢轨吸振器在振动时的吸振效果大大增强。
15、3、本专利技术公开的一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，内部空腔空间较大，可以使质量体在受到钢轨振动时有足够的空间进行运动，大大增强了其减振效果，可以解决现有的钢轨吸振器因内部工作空间过窄而导致减振效率不高的问题。
16、4、本专利技术公开的一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，可以在钢轨振动结束后，观察质量体在分隔板上的停留位置和数量关系来判断钢轨的振动强度，预防钢轨波磨的产生，可以解决现有的钢轨吸振器不能间接反应钢轨的振动强度的问题。
17、5、本专利技术公开的一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，将振动能量回收装置与钢轨吸振器相结合，在钢轨吸振器吸收钢轨振动时，振动能量回收装置可以更大程度地吸收钢轨振动能量，实现能量的二次利用，可以解决现有的轨道振动能量回收装置因安装位置不合理造成振动能量回收率过低的问题。
18、6、振动能量回收装置中由于直角悬臂梁和螺旋悬臂梁协同作用，可以扩宽振动能量回收装置的吸振频率，可以解决现有的振动能量回收装置无法在钢轨宽频振动条件下实现高效地回收振动能量的问题。
19、7、振动能量回收装置耦合在钢轨吸振器的居中面，将钢轨振动转换为质量体在空腔内的运动，增加了钢轨振动的时间，更有利于振动能量回收装置回收振动能量，可以解决现有的轨道振动能量回收装置无法在列车经过的极短时间内回收巨大振动能量的技术问题。
20、8、磁铁块来回垂向振动，使线圈中的磁通量发生变化，从而回收振动能量，同时，磁铁块当成一个质量块，通过谐振来增加压电片的振动幅度，可以提高振动能量回收效率。...
【技术保护点】
1.一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述钢轨吸振器设置于钢轨（13）的轨腰两侧，且沿所述钢轨（13）纵向布置，所述钢轨吸振器远离所述钢轨（13）的一侧固定安装有振动能量回收装置（1）；所述钢轨吸振器包括外壳（7），所述外壳（7）固定安装在所述钢轨（13）上，所述外壳（7）内部设置有空腔（8），所述空腔（8）内填充有阻尼液，所述空腔（8）内设置有碰撞组件和若干种质量体，所述碰撞组件用于改变所述质量体的运动路径；所述振动能量回收装置（1）包括固定安装在所述外壳（7）上的盒体（1a），所述盒体（1a）内部设置有用于回收振动能量的能量回收单元。
2.根据权利要求1所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述质量体包括小质量体（9）和大质量体（10），所述小质量体（9）和所述大质量体（10）均具有磁性。
3.根据权利要求2所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述碰撞组件包括若干层分隔板（5），若干层所述分隔板（5）均倾斜固定安装在所述外壳（7）靠近所述钢轨（13）一侧的内壁上，若干层所述分隔
4.根据权利要求3所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，位于最上层的所述分隔板（5）的倾斜角度为13°-17°，其余所述分隔板（5）的倾斜角度为8°-12°。
5.根据权利要求3所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，若干层所述分隔板（5）的末端均固定连接有挡板（4），所述挡板（4）沿竖直方向设置，所述挡板（4）的竖直高度小于所述大质量体（10）的直径，所述挡板（4）的纵向长度小于所述分隔板（5）的纵向长度。
6.根据权利要求3所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，若干层所述分隔板（5）的顶面上均设置有若干个凸孔（6），相邻两所述凸孔（6）之间的间距相同，且每层所述分隔板（5）上的所述凸孔（6）对应设置，相邻两所述凸孔（6）之间的距离小于所述大质量体（10）的直径且大于所述小质量体（9）的直径。
7.根据权利要求3所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述碰撞组件还包括弹性板（11），所述弹性板（11）设置于所述空腔（8）的内侧底部。
8.根据权利要求1所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述外壳（7）的顶端设置有开口（12），所述钢轨（13）底部设置有夹具（2），所述夹具（2）包覆在所述钢轨（13）两侧的所述外壳（7）的外侧，且所述夹具（2）的两端分别与两所述外壳（7）的顶部通过螺栓（3）连接固定。
9.根据权利要求1所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述能量回收单元包括固定连接在所述盒体（1a）内壁的上下两端的绑线柱（1e），所述绑线柱（1e）上均缠绕有线圈（1f）；两所述绑线柱（1e）之间设置有螺旋型悬臂梁（1b）和直角悬臂梁（1d），所述螺旋型悬臂梁（1b）位于所述直角悬臂梁（1d）的上方，所述螺旋型悬臂梁（1b）的起始端固定安装在所述盒体（1a）的内壁上，所述螺旋型悬臂梁（1b）与所述直角悬臂梁（1d）之间设置有磁铁块（1h），所述磁铁块（1h）的两端分别固定连接在所述螺旋型悬臂梁（1b）的末端、所述直角悬臂梁（1d）的起始端，且所述磁铁块（1h）与所述绑线柱（1e）同心设置，所述直角悬臂梁（1d）的末端悬空；所述绑线柱（1e）靠近所述磁铁块（1h）的一端均固定安装有托盘（1g），所述托盘（1g）与所述磁铁块（1h）之间设置有间隙。
10.根据权利要求9所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述螺旋型悬臂梁（1b）的顶面、所述直角悬臂梁（1d）的顶面均固定安装有压电片（1c）。
...【技术特征摘要】
1.一种能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述钢轨吸振器设置于钢轨（13）的轨腰两侧，且沿所述钢轨（13）纵向布置，所述钢轨吸振器远离所述钢轨（13）的一侧固定安装有振动能量回收装置（1）；所述钢轨吸振器包括外壳（7），所述外壳（7）固定安装在所述钢轨（13）上，所述外壳（7）内部设置有空腔（8），所述空腔（8）内填充有阻尼液，所述空腔（8）内设置有碰撞组件和若干种质量体，所述碰撞组件用于改变所述质量体的运动路径；所述振动能量回收装置（1）包括固定安装在所述外壳（7）上的盒体（1a），所述盒体（1a）内部设置有用于回收振动能量的能量回收单元。
2.根据权利要求1所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述质量体包括小质量体（9）和大质量体（10），所述小质量体（9）和所述大质量体（10）均具有磁性。
3.根据权利要求2所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，所述碰撞组件包括若干层分隔板（5），若干层所述分隔板（5）均倾斜固定安装在所述外壳（7）靠近所述钢轨（13）一侧的内壁上，若干层所述分隔板（5）沿竖直方向等间距设置，且位于最上层的所述分隔板（5）的宽度小于其余所述分隔板（5）的宽度。
4.根据权利要求3所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，位于最上层的所述分隔板（5）的倾斜角度为13°-17°，其余所述分隔板（5）的倾斜角度为8°-12°。
5.根据权利要求3所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，若干层所述分隔板（5）的末端均固定连接有挡板（4），所述挡板（4）沿竖直方向设置，所述挡板（4）的竖直高度小于所述大质量体（10）的直径，所述挡板（4）的纵向长度小于所述分隔板（5）的纵向长度。
6.根据权利要求3所述的能高效回收宽频振动能量的自适应性钢轨吸振器，其特征在于，若干层所述分隔板...
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