CN114541185A - 一种吸振耗能减振垫板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸振耗能减振垫板,涉及铁路轨道技术领域,包括垫板组件;所述垫板组件包括垫板本体、内板和弹性件,所述垫板本体中部开有第一通孔,所述内板设于所述第一通孔内;所述垫板本体通过弹性件和内板连接;所述垫板本体采用橡胶类弹性材料制成,所述内板采用金属类材料制成;所述弹性件采用聚酯类弹性材料制成;所述弹性件一端和所述第一通孔内侧连接,所述弹性件另一端和所述内板侧面连接,所述内板和所述垫板本体相互平行;采用本方案,通过橡胶材质的垫板本体,以及金属材质的内板形成层状周期结构,利用布拉格带隙控制高频振动,且两者相互组合,对中、高频振动均具有较好的控制效果。

Description

一种吸振耗能减振垫板
技术领域
本发明涉及铁路轨道技术领域,具体涉及一种吸振耗能减振垫板。
背景技术
目前,在铁路、城轨交通领域中,扣件***是铁路轨道的重要组成部分,是连接钢轨与轨枕的联结零件;我国城市轨道交通扣件***一般分为轨底支承型和轨腰支承型扣件***,传统的轨底支承型扣件是由主要由弹条、轨下弹性垫板、铁垫板、螺旋道钉和板下弹性垫板等部件组装而成,轨道弹性主要由弹条和弹性垫板提供,可以起到很好的支承限位作用;在钢轨和轨枕之间设置弹性垫板,它的首要作用是缓冲车辆通过路轨时所产生的高速振动和冲击,保护路基和轨枕,并对信号***进行电绝缘。
虽然现有技术中的弹性垫板通常由橡胶材料制成,它具有较高的承载能力,又具有一定的弹性,一般能后缓冲钢轨的振动,但由于橡胶材料本身硬度大,阻尼比小,将其应用在铁轨中,特别是地铁钢轨的波磨地段,轮轨冲击力大,其隔振效果并不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种吸振耗能减振垫板,主要应用于地铁钢轨,采用本方案,通过橡胶材质的垫板本体,以及金属材质的内板形成层状周期结构,利用布拉格带隙控制高频振动,且两者相互组合,对中、高频振动均具有较好的控制效果。
本发明通过下述技术方案实现:
一种吸振耗能减振垫板,包括垫板组件;
所述垫板组件包括垫板本体、内板和弹性件,所述垫板本体中部开有第一通孔,所述内板设于所述第一通孔内;
所述垫板本体通过弹性件和内板连接;
所述垫板本体采用橡胶类弹性材料制成,所述内板采用金属类材料制成。
相对于现有技术中,由于橡胶材料本身硬度大,阻尼比小,将其应用在铁轨中,特别是地铁钢轨的波磨地段,轮轨冲击力大,其隔振效果并不理想的问题,本方案提供了一种吸振耗能减振垫板,其具体结构中,包括垫板组件,垫板组件包括有垫板本体、内板和弹性件,在垫板本体的中部开有第一通孔,在第一通孔内设置有内板,其中垫板本体和内板的具体结构不做限制,为更好的说明,本方案中,垫板本体和内板的结构均优选为长方形结构,第一通孔为长条孔,将内板设置在第一通孔内,垫板本体通过弹性件和内板连接;其中垫板本体由橡胶材料制成,在减振的同时,还能起支撑作用;在垫板本体内设置内板,由于内板为金属类材料制成,其质量较大,则在振动过程中,内板在弹性件的作用下进行往复振动;此时,由于垫板本体和内板各自的振动频率不同,在相互振动时能形成层状周期结构,形成频率禁带,从而利用布拉格带隙,使共振载荷被抑制,从而达到减振隔振效果;垫板本体周期性内嵌振子,两者相互组合,对于中、高频振动均有较好的控制效果;其中,内板可根据现场地铁钢轨的实际情况,选择由不同金属制成,由于不同的金属,其密度不同,如铜的密度大于铁而小于银,在相同体积下,密度越大,则质量越大,而质量越大,则其频率越小,因此,可根据现场地铁钢轨的实际振动频率,从而选择相应的金属制成内板,达到较好的抗振效果。
进一步优化,所述弹性件采用聚酯类弹性材料制成;由于金属材料制成的内板,其质量较大,在往复振动时,会对弹性件产生较大的拉扯,其拉扯频率较高,因此,为防止弹性件在拉扯中被损坏,应采用耐久性更好、抗冲击性能更佳的聚酯类弹性材料制作而成。
进一步优化,所述弹性件一端和所述第一通孔内侧连接,所述弹性件另一端和所述内板侧面连接,所述内板和所述垫板本体相互平行;其中,弹性件设置于第一通孔内,便于带动内板在第一通孔内往复振动;而内板和垫板本体相互平行,在同一平面内振动,便于共振载荷的抑制。
进一步优化,所述弹性件沿所述第一通孔内侧周向均布有多个弹性件,相邻所述弹性件之间均留有空隙;为保证内板的振动不受阻碍,本方案中,需将弹性件分为多个,且多个弹性件均布在第一通孔内侧,使内板和垫板本体之间的连接更为柔性,避免采用整体式的弹性件,从而导致振动不易传递;而本方案的内板通过多个弹性件实现多方位连接,在实现更为柔性连接的同时,还能实现各个方向的振动传递不受影响。
进一步优化,多个所述弹性件分布于所述内板的侧边及边角上;使内板的侧边及边角处均能保证振动的传递与抵消。
进一步优化,所述垫板本体和内板的中心重合;保证两者的中心重合,使整体的减振效果更好。
进一步优化,所述垫板本体和内板上均开有第二通孔,所述第二通孔内用于沿垂向***钢棒;为提高减振垫板的纵向和横向刚度,本方案中,在垫板本体和内板上均开有第二通孔,还设置有钢棒,图中未视出,只需将钢棒沿垂向***第二通孔内,即竖向垂直于减振垫板的方向,即可使减振垫板尽可能的不能横向和纵向振动,其中钢棒的直径仅略小于第二通孔的直径,使减振垫板能沿垂向振动。
进一步优化,所述垫板本体的周向方向上均布有多个第二通孔;用于使垫板本体的纵向和横向刚度分布更为均匀。
进一步优化,所述内板上的第二通孔开设于所述内板的中心处;用于避免过多的减少内板的质量,并使内板的纵向和横向刚度分布更为均匀。
进一步优化,所述减振垫板还包括多个垫板组件,沿垂向方向,多个所述垫板组件的侧面依次相互贴合;本方案的结构***可设置有多个垫板组件相组合,即其垂向刚度可以根据需要调整,以满足各个等级的减振需求。
本发明与现有技术相比,具有如下的优点和有益效果:
本发明的目的在于提供一种吸振耗能减振垫板,主要应用于地铁钢轨,采用本方案,通过橡胶材质的垫板本体,以及金属材质的内板形成层状周期结构,利用两者不同的振动频率,并利用布拉格带隙控制高频振动,且两者相互组合,对中、高频振动均具有较好的控制效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明示例性实施方式的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。在附图中:
图1为本发明提供的一种吸振耗能减振垫板的结构示意图;
图2为本发明提供的一种吸振耗能减振垫板的俯视图;
图3为本发明提供的一种吸振耗能减振垫板的侧视图;
图4为本发明提供的一种吸振耗能减振垫板的局部剖视图A-A。
附图中标记及对应的零部件名称:
1-垫板本体,11-第一通孔,2-内板,3-弹性件,4-第二通孔。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面结合实施例和附图,对本发明作进一步的详细说明,本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明,并不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例1提供了一种吸振耗能减振垫板,如图1至图4所示,包括垫板组件;
所述垫板组件包括垫板本体1、内板2和弹性件3,所述垫板本体1中部开有第一通孔11,所述内板2设于所述第一通孔11内;
所述垫板本体1通过弹性件3和内板2连接;
所述垫板本体1采用橡胶类弹性材料制成,所述内板2采用金属类材料制成。
相对于现有技术中,由于橡胶材料本身硬度大,阻尼比小,将其应用在铁轨中,特别是地铁钢轨的波磨地段,轮轨冲击力大,其隔振效果并不理想的问题,本方案提供了一种吸振耗能减振垫板,其具体结构中,包括垫板组件,垫板组件包括有垫板本体1、内板2和弹性件3,在垫板本体1的中部开有第一通孔11,在第一通孔11内设置有内板2,其中垫板本体1和内板2的具体结构不做限制,为更好的说明,本方案中,垫板本体1和内板2的结构均优选为长方形结构,第一通孔11为长条孔,将内板2设置在第一通孔11内,垫板本体1通过弹性件3和内板2连接;其中垫板本体1由橡胶材料制成,在减振的同时,还能起支撑作用;在垫板本体1内设置内板2,由于内板2为金属类材料制成,其质量较大,则在振动过程中,内板2在弹性件3的作用下进行往复振动;此时,由于垫板本体1和内板2各自的振动频率不同,在相互振动时能形成层状周期结构,形成频率禁带,从而利用布拉格带隙,使共振载荷被抑制,从而达到减振隔振效果;垫板本体1周期性内嵌振子,两者相互组合,对于中、高频振动均有较好的控制效果;其中,内板2可根据现场地铁钢轨的实际情况,选择由不同金属制成,由于不同的金属,其密度不同,如铜的密度大于铁而小于银,在相同体积下,密度越大,则质量越大,而质量越大,则其频率越小,因此,可根据现场地铁钢轨的实际振动频率,从而选择相应的金属制成内板2,达到较好的抗振效果。
本实施例中,所述弹性件3采用聚酯类弹性材料制成;由于金属材料制成的内板2,其质量较大,在往复振动时,会对弹性件3产生较大的拉扯,其拉扯频率较高,因此,为防止弹性件3在拉扯中被损坏,应采用耐久性更好、抗冲击性能更佳的聚酯类弹性材料制作而成。
本实施例中,所述弹性件3一端和所述第一通孔11内侧连接,所述弹性件3另一端和所述内板2侧面连接,所述内板2和所述垫板本体1相互平行;其中,弹性件3设置于第一通孔11内,便于带动内板2在第一通孔11内往复振动;而内板2和垫板本体1相互平行,在同一平面内振动,便于共振载荷的抑制。
本实施例中,所述弹性件3沿所述第一通孔11内侧周向均布有多个弹性件3,相邻所述弹性件3之间均留有空隙;为保证内板2的振动不受阻碍,本方案中,需将弹性件3分为多个,且多个弹性件3均布在第一通孔11内侧,使内板2和垫板本体1之间的连接更为柔性,避免采用整体式的弹性件3,从而导致振动不易传递;而本方案的内板2通过多个弹性件3实现多方位连接,在实现更为柔性连接的同时,还能实现各个方向的振动传递不受影响。
本实施例中,多个所述弹性件3分布于所述内板2的侧边及边角上;使内板2的侧边及边角处均能保证振动的传递与抵消。
本实施例中,所述垫板本体1和内板2的中心重合;保证两者的中心重合,使整体的减振效果更好。
实施例2
本实施例2在实施例1的基础上进一步优化,提供了一种吸振耗能减振垫板,如图1至图4所示,包括垫板组件;
所述垫板组件包括垫板本体1、内板2和弹性件3,所述垫板本体1中部开有第一通孔11,所述内板2设于所述第一通孔11内;
所述垫板本体1通过弹性件3和内板2连接;
所述垫板本体1采用橡胶类弹性材料制成,所述内板2采用金属类材料制成。
相对于现有技术中,由于橡胶材料本身硬度大,阻尼比小,将其应用在铁轨中,特别是地铁钢轨的波磨地段,轮轨冲击力大,其隔振效果并不理想的问题,本方案提供了一种吸振耗能减振垫板,其具体结构中,包括垫板组件,垫板组件包括有垫板本体1、内板2和弹性件3,在垫板本体1的中部开有第一通孔11,在第一通孔11内设置有内板2,其中垫板本体1和内板2的具体结构不做限制,为更好的说明,本方案中,垫板本体1和内板2的结构均优选为长方形结构,第一通孔11为长条孔,将内板2设置在第一通孔11内,垫板本体1通过弹性件3和内板2连接;其中垫板本体1由橡胶材料制成,在减振的同时,还能起支撑作用;在垫板本体1内设置内板2,由于内板2为金属类材料制成,其质量较大,则在振动过程中,内板2在弹性件3的作用下进行往复振动;此时,由于垫板本体1和内板2各自的振动频率不同,在相互振动时能形成层状周期结构,形成频率禁带,从而利用布拉格带隙,使共振载荷被抑制,从而达到减振隔振效果;垫板本体1周期性内嵌振子,两者相互组合,对于中、高频振动均有较好的控制效果;其中,内板2可根据现场地铁钢轨的实际情况,选择由不同金属制成,由于不同的金属,其密度不同,如铜的密度大于铁而小于银,在相同体积下,密度越大,则质量越大,而质量越大,则其频率越小,因此,可根据现场地铁钢轨的实际振动频率,从而选择相应的金属制成内板2,达到较好的抗振效果。
本实施例中,所述垫板本体1和内板2上均开有第二通孔4,所述第二通孔4内用于沿垂向***钢棒;为提高减振垫板的纵向和横向刚度,本方案中,在垫板本体1和内板2上均开有第二通孔4,还设置有钢棒,图中未视出,只需将钢棒沿垂向***第二通孔4内,即竖向垂直于减振垫板的方向,即可使减振垫板尽可能的不能横向和纵向振动,其中钢棒的直径仅略小于第二通孔4的直径,使减振垫板能沿垂向振动。
本实施例中,所述垫板本体1的周向方向上均布有多个第二通孔4;用于使垫板本体1的纵向和横向刚度分布更为均匀。
本实施例中,所述内板2上的第二通孔4开设于所述内板2的中心处;用于避免过多的减少内板2的质量,并使内板2的纵向和横向刚度分布更为均匀。
本实施例中,所述减振垫板还包括多个垫板组件,沿垂向方向,多个所述垫板组件的侧面依次相互贴合;本方案的结构***可设置有多个垫板组件相组合,即其垂向刚度可以根据需要调整,以满足各个等级的减振需求。
本实施例提供的一种吸振耗能减振垫板,主要应用在地铁钢轨中,解决现有技术中的弹性垫板隔振效果并不理想的问题,通过上述实施例,采用橡胶材质的垫板本体1,以及金属材质的内板2,通过不同的振动频率,并利用布拉格带隙控制高频振动,从而达到较好的抗振效果。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,包括垫板组件;
所述垫板组件包括垫板本体(1)、内板(2)和弹性件(3),所述垫板本体(1)中部开有第一通孔(11),所述内板(2)设于所述第一通孔(11)内;
所述垫板本体(1)通过弹性件(3)和内板(2)连接;
所述垫板本体(1)采用橡胶类弹性材料制成,所述内板(2)采用金属类材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述弹性件(3)采用聚酯类弹性材料制成。
3.根据权利要求1所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述弹性件(3)一端和所述第一通孔(11)内侧连接,所述弹性件(3)另一端和所述内板(2)侧面连接,所述内板(2)和所述垫板本体(1)相互平行。
4.根据权利要求1所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述弹性件(3)沿所述第一通孔(11)内侧周向均布有多个弹性件(3),相邻所述弹性件(3)之间均留有空隙。
5.根据权利要求4所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,多个所述弹性件(3)分布于所述内板(2)的侧边及边角上。
6.根据权利要求1所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述垫板本体(1)和内板(2)的中心重合。
7.根据权利要求1所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述垫板本体(1)和内板(2)上均开有第二通孔(4),所述第二通孔(4)内用于沿垂向***钢棒。
8.根据权利要求7所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述垫板本体(1)的周向方向上均布有多个第二通孔(4)。
9.根据权利要求7所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述内板(2)上的第二通孔(4)开设于所述内板(2)的中心处。
10.根据权利要求1所述的一种吸振耗能减振垫板,其特征在于,所述减振垫板还包括多个垫板组件,沿垂向方向,多个所述垫板组件的侧面依次相互贴合。
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