钢轨减振器制造技术

本实用新型专利技术提供一种钢轨减振器，包括紧密贴合在钢轨的轨腰和轨底的至少一部分区域上的弹性块体以及嵌入在所述弹性块体内的谐振组件；其中，所述谐振组件包括相互间隔开的第一谐振件和第二谐振件，位于上方的第一谐振件的质量小于位于下方的第二谐振件的质量。通过调整构成谐振组件的谐振体的形状、数量和相互位置关系等因素，可使该减振器具有至少两个谐振频率，成为调频式减振器。根据本实用新型专利技术的减振器提供了较宽的可调频率，提高了振动传播的衰减率，能从噪声源的角度有效地降低轨道交通的噪声，并且其使用不影响轨道交通原基础设施和轨道维护保养。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一 种钢轨减振器。
技术介绍
目前，轨道交通的噪声已经成为影响沿线区域声环境的重要污染源，给人们的工作和生活质量带来了许多不利影响。同时，运动的铁路车辆发出的噪音是其应用的主要限制因素，因为噪音限制了运营商在有人居住的区域安装新的钢轨线路的能力，并且限制了已存在的钢轨线路的速度和交通运载量。轨道交通噪音主要来自轮子和钢轨接触面的滚动噪音，该滚动噪音的其中一部分由轮子的振动引起，另一部分由轨道的振动引起。例如对于列车运行速度低于100 Km/h的轨道交通线路，轮轨之间形成的滚动噪声是轨道交通噪声的最主要的组成部分。为轨道元件选择替代材料是相对困难的，因为在使用过程中它们必须承受非常高的瞬间载荷。能够吸收振动并因此减少噪音的材料不能在任何有限的使用时间内保持完好。因此，为了降低轮轨噪声，科学工作者应用隔振和吸振原理降低车轮和钢轨的振动，从而实现减少振动辐射的噪声。另外，人们还采用声屏障隔噪措施，从传播途径上进行噪声的防治。但是声屏障的降噪效果受到其特有的声影区的限制，以及其耐候性和对城市景观的影响，使其难以满足不同环境条件下应用的需求。直接在轨道钢轨上安装减振器可以从噪声源的角度控制和消除轨道交通列车运行时的噪声。专利申请CN1807756A公布了一种多层约束阻尼钢轨消声装置，其结构是在钢轨的轨腰和轨翼上粘贴多层约束阻尼，其由内向外为高弹性能耗材料层第一质量层，第一阻尼层，第一约束层，第二阻尼层，第二约束层，第三阻尼层，第三约束层和保护层。该项技术存在一些不足之处仅通过多层阻尼约束的结构，原理上属于阻尼吸振，其虽然可以吸收掉一部分钢轨振动的能量，但不能够根据实际问题的噪声频谱特性，在需要控制噪声水平的频率范围内实现降低噪声的效果；其采用粘贴方式安装在钢轨上，受到钢轨振动和阻尼约束材料内部的应力作用，使用一定时间后会发生剥离脱落现象，使其减振降噪的效果降低和失效；多层材料的复合应用，增加了制造和使用的复杂性。
技术实现思路
为解决现有技术中的不足和缺陷，本技术提供了一种钢轨减振器，其能够有效地降低钢轨振动辐射的噪声，同时具有结构简单、制造容易，安装使用方便等特点。根据本技术，提供了一种钢轨减振器，包括紧密贴合在钢轨的轨腰和轨底的至少一部分区域上的弹性块体以及嵌入在该弹性块体内的谐振组件，其特征在于，该谐振组件包括相互间隔开的第一谐振件和第二谐振件，位于上方的第一谐振件的质量小于位于下方的第二谐振件的质量。优选的是，第一谐振件的质量与第二谐振件的质量之比为0. 3-0. 8:1。更优选的是，第一谐振件的质量是第二谐振件的质量的一半。第一谐振件和第二谐振件分别由一个或多个谐振体构成。弹性块体材料是具有高阻尼损失系数的弹性材料，例如为橡胶或类似橡胶材料。弹性块体内的谐振组件是具有比弹性体较高刚性的材料，例如为刚性材料。弹性块体可以作为支撑谐振组件的媒介，同时通过其阻尼减振特性来吸收振动能量。根据本技术，弹性块体与谐振组件一起构成了一个阻尼性谐振系统。通过调整谐振体在弹性块体内的位置、谐振体的数量以及其相对质量关系，可以使该阻尼性系统在钢轨振动所要求降低的频率范围形成具有至少两个谐振频率的谐振系统。由此，拓宽了对钢轨振动消声的频率范围，尤其是钢轨的低频振动和噪声可以得到有效的消除。此外，通过使位于下方的第二谐振件的质量大于位于上方的第一谐振件，能够使整个减振器更加稳定地置于轨底上。更重要的是，相对于第一谐振件，第二谐振件同时与轨腰和轨底接近，需要传递的振动量更大，因此适当增加第二谐振件的质量有利于减弱或消除振动。在本技术的一个实施方案中，第一谐振件和第二谐振件分别由一个谐振体构成。在本技术的另一个实施方案中，第一谐振件包括第一谐振体，第二谐振件包括叠放在一起的第二谐振体和第三谐振体。优选的是，该第二谐振体和第三谐振体的端部相互间错开。对于谐振组件的几何形状，优选构成第一谐振件和第二谐振件的谐振体的截面为矩形。在本技术的一个实施方案中，第一谐振件和第二谐振件均沿着从轨腰向外的方向向下倾斜。该设置方式配合了轨底上表面倾斜的趋势，使减振器在整体结构上与钢轨相互适配更加紧密，有利于钢轨振动的疏散。优选地，谐振体相互平行。更优选地，减振器的上表面与谐振体平行。根据本技术的减振器，优选在减振器表面设有有保护层。保护层例如由耐辐射老化、耐腐蚀、防水的材料制备得到。优选根据本技术的减振器通过紧固件固定在钢轨上，例如可用金属卡夹。为达到更好的减振效果，优选在钢轨两侧的轨腰和轨底的区域上各安装一个减振器。减振器与钢轨接触部分的外表面形状与钢轨轨腰和轨底上的型线密切吻合，以便使减振器能更加紧密地贴附于钢轨表面，从而提高振动传递效果。减振器与钢轨不接触部分的外表面形状与紧固件的形状满足确定的配合要求，以保证所受到的夹紧力不会影响其被调制的谐振频率。本技术的减振器具有不同的长度和外型规格尺寸，以便适合安装于不同的钢轨型号和轨道结构。其在轨道上的安装位置是在轨道的相邻弹性扣件之间的钢轨上。根据本技术的减振器提供了较宽的有效可调频率，提高了沿钢轨传播的振动衰减率，因此起到了良好的减振减噪效果。同时，根据本技术的减振器可以从噪声源的角度有效地降低轨道交通的噪声，控制钢轨辐射的低中频噪声，实现从源头治理轨道交通噪声的目的。此外，其施工使用方便、独立，易于安装和拆卸，不影响轨道交通原基础设施和轨道维护保养。本技术的减振器可单独使用，也可与声屏障联合使用。联合使用时可降低声屏障的使用高度，节约了资金，同时改善声屏障对城市景观的影响。附图说明以下将结合实施例并参考附图对本技术进行更加详细的描述，其中图I显示了安装在钢轨上的根据本技术的第一实施例的减振器的剖面图；图2显示了安装在钢轨上的根据本技术的第二实施例的减振器的剖面图；其中，在附图中相同的部件用相同的附图标记；附图并未按照实际的比例绘制。具体实施方式下面将结合附图对本技术作进一步说明。图I显示了根据本技术的第一实施例的减振器13的剖面图。该减振器13安 装在钢轨I上。钢轨I包括轨头10、轨腰11和轨底12。减振器13包括弹性块体14和谐振组件。所述谐振组件嵌入在弹性块体14内。如图所示，减振器13的弹性块体14紧密贴合在钢轨的轨腰11和轨底12的至少一部分区域上。如图I所示，谐振组件包括相互间隔开的第一谐振件15和第二谐振件16。第一谐振件15和第二谐振件16例如可具有矩形的截面。根据本技术，位于上方的第一谐振件I 5的质量小于位于下方的第二谐振件16的质量。在一个优选的实施方式中，第一谐振件15的质量与第二谐振件16的质量之比为0.3-0. 8 I。更优选地，第一谐振件的质量是第二谐振件的质量的一半。根据本技术，通过在弹性块体内设置两个分隔开的谐振件，并且将位于上方的谐振件的质量设置成小于位于下方的谐振件的质量，就可以使减振器在钢轨振动所要求降低的频率范围(尤其是在低中频率300-4000HZ的范围)内形成具有至少两个谐振频率的谐振系统。由此，拓宽了减振频率的范围，起到良好的减振效果。已知轨道交通的噪音主要来自轮子和钢轨的振动。根据本技术的减振器13，弹性块体14以其阻尼减振特性来吸收振本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢轨减振器，包括紧密贴合在钢轨的轨腰和轨底的至少一部分区域上的弹性块体以及嵌入在所述弹性块体内的谐振组件，其特征在于，所述谐振组件包括相互间隔开的第一谐振件和第二谐振件，位于上方的第一谐振件的质量小于位于下方的第二谐振件的质量。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉姆·霍奇森，约翰·巴里·克拉克，戴维德·法林顿，戴维德·约翰·汤普森，克里斯多夫·约翰·塞德里克·琼斯，
申请(专利权)人：希伦斯轨道交通科技股份有限公司香港，
类型：实用新型
国别省市：