一种自锁式轨底动力吸振器的设计及结构.pdf

一种自锁式轨底动力吸振器的设计及结构，是在钢轨1下铺垫一个弹性元件3，弹性元件中间通过粘接方式或者不粘接埋伏有一个或多个谐振质量块4、5，其质量和分布位置按最大减振幅度优化，形成多模态动态谐振质量-弹簧单元，自锁式弹夹2沿钢轨垂直方向穿越弹性元件后夹在钢轨轨脚两端的侧沿，将弹性元件锁紧于钢轨底部；当钢轨发生振动时，动态谐振质量-弹簧单元产生谐振，从而实现对钢轨振动的抑制及对其振动能量的转移和吸收，衰减钢轨振幅，降低钢轨因振动引起的噪声辐射；同时该设计也可对应钢轨波浪的谐振频段来抑制钢轨波浪度的产生和增加，从而控制因钢轨波浪度对轮轨的激励及产生的振动和噪声，降低轮轨作用力，增加乘坐舒适度。

1、  一种自锁式轨底动力吸振器的设计，其特征在于：该设计是将钢轨下铺垫一个弹性元件，弹性元件中间通过粘接方式或者不粘接埋伏有一个或多个谐振质量块，谐振质量块的质量和分布位置按最大减振幅度优化，弹性元件和谐振质量块形成多模态动态谐振质量-弹簧单元，自锁式弹夹沿钢轨垂直方向穿越弹性元件后夹在钢轨轨脚两端的侧沿，将弹性元件锁紧于钢轨底部；当钢轨发生振动时，动态谐振质量-弹簧单元产生谐振，从而实现对钢轨振动的抑制及对其振动能量的转移和吸收，衰减钢轨振幅，降低钢轨因振动引起的噪声辐射；同时该设计也可对应钢轨波浪的谐振频段来抑制钢轨波浪度的产生和增加，从而控制因钢轨波浪度对轮轨的激励及产生的振动和噪声。

2、  根据权利要求1所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其特征在于：弹性元件可是硫化橡胶，或是塑料，或是橡塑共混物。

3、  根据权利要求1所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其特征在于：弹性元件和谐振质量块的粘接方式可以是胶粘接，或是硫化粘接。

4、  根据权利要求1所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其特征在于：谐振质量块的形状可以是规则的，也可以是不规则的。

5、  根据权利要求1所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其特征在于：自锁式弹夹穿越弹性元件的固定方式可以是胶粘接，或是硫化粘接，或不粘接。

6、  一种自锁式轨底动力吸振器的结构，其特征在于：该结构是在钢轨(1)下铺垫有弹性元件(3)，弹性元件(3)中间埋伏有一个或多个谐振质量块(4、5)，自锁式弹夹(2)沿钢轨(1)垂直方向穿越弹性元件(3)后依靠其自身的弹性保持弹性元件(3)扣紧在钢轨(1)轨脚两端的侧沿。

一种自锁式轨底动力吸振器的设计及结构
技术领域
本发明属于轨道减振降噪技术领域，尤其是适用于城市地铁、轻轨、城际铁路及高速铁路交通等新线铺设或旧线改造的一种自锁式轨底动力吸振器的设计及结构。
背景技术
轨道交通系统运行过程中，车轮与钢轨的非连续接触以及车轮与钢轨间的冲击、摩擦，导致钢轨受力不均衡，从而引起钢轨振动和钢轨波浪度产生。要解决这个问题，最直接的方法是提高轨下结构的支撑刚度，但这种方法对隔离轮轨振动极为不利，是不可行的。
为解决钢轨振动常采用以下方法：
1、对钢轨进行自由或约束阻尼处理，即在钢轨表面贴敷自由或约束阻尼材料。这种方法对降低钢轨高频振动有一定效果，但阻尼材料必须与钢轨表面紧密贴合，贴敷工艺复杂，维修、更换困难，而且在长期使用时阻尼板容易脱落，很难在实际工程中得到大规模应用。
2、改良钢轨
一是采用重型钢轨或矮轨，即增加钢轨强度，降低钢轨高度，从而提高钢轨支撑能力或增加钢轨参振质量，这种方法将大大增加轨道建设成本；
二是采用阻尼合金钢轨，其损耗远低于粘弹性阻尼处理，减振效果较差且成本很高，也难以在实际工程中推广应用。
此外，打磨轮轨接触面的方法也可以较好地降低轮轨冲击和摩擦，但这种方法费时费力，将极大地增加轨道的检修工作量。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种自锁式轨底动力吸振器的设计及结构，该设计及所产生的结构可以实现对钢轨振动的抑制及对其振动能量的转移和吸收，衰减钢轨振幅，降低钢轨因振动引起的噪声辐射，同时也可以抑制钢轨波浪度的产生和加剧，降低轮轨作用力，增加乘坐舒适度。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
所述的自锁式轨底动力吸振器的设计是将钢轨下铺垫一个弹性元件，弹性元件中间通过粘接方式或者不粘接埋伏有一个或多个谐振质量块，谐振质量块的质量和分布位置按最大减振幅度优化，弹性元件和谐振质量块形成多模态动态谐振质量-弹簧单元，自锁式弹夹沿钢轨垂直方向穿越弹性元件后夹在钢轨轨脚两端的侧沿，将弹性元件锁紧于钢轨底部；当钢轨发生振动时，动态谐振质量-弹簧单元产生谐振，从而实现对钢轨振动的抑制及对其振动能量的转移和吸收，衰减钢轨振幅，降低钢轨因振动引起的噪声辐射；同时该设计也可对应钢轨波浪的谐振频段来抑制钢轨波浪度的产生和增加，从而控制因钢轨波浪度对轮轨的激励及产生的振动和噪声。
所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其弹性元件可是硫化橡胶，或是塑料，或是橡塑共混物。
所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其弹性元件和谐振质量块的粘接方式可以是胶粘接，或是硫化粘接。
所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其谐振质量块的形状可以是规则的，也可以是不规则的。
所述的自锁式轨底动力吸振器的设计，其自锁式弹夹穿越弹性元件的固定方式可以是胶粘接，或是硫化粘接，或不粘接。
所述的自锁式轨底动力吸振器的结构是在钢轨下铺垫有弹性元件，弹性元件中间埋伏有一个或多个谐振质量块，自锁式弹夹沿钢轨垂直方向穿越弹性元件后依靠其自身的弹性保持弹性元件扣紧在钢轨轨脚两端的侧沿。
由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：
1、本发明有效地增大了钢轨的参振质量，对降低钢轨振幅有较好效果。
2、本发明采用锁扣于钢轨轨脚的自锁式弹夹将自身固定在钢轨轨底，不需要粘接、锚固、销接等工艺，不仅安装简便，而且易于更换、维修。
3、本发明的设计充分利用了钢轨空间，不影响其他钢轨部件的正常使用，适应性强，可广泛应用于轨道交通减振降噪。
附图说明
图1是两个谐振质量块构成的自锁式轨底动力吸振器的结构示意图；
图2是图1的对称半剖左视图。
上述图中：1—钢轨；2—自锁式弹夹；3—弹性元件；4—谐振质量块a；5—谐振质量块b。
具体实施方式
本发明的自锁式轨底动力吸振器的设计是将钢轨下铺垫一个弹性元件，弹性元件可是硫化橡胶，或是塑料，或是橡塑共混物。弹性元件中间通过粘接方式或者不粘接埋伏有一个或多个谐振质量块，谐振质量块的形状可以是规则的，也可以是不规则的，其粘接方式可以是胶粘接，或是硫化粘接。谐振质量块的质量和分布位置按最大减振幅度优化，弹性元件和谐振质量块形成多模态动态谐振质量-弹簧单元，自锁式弹夹沿钢轨垂直方向穿越弹性元件后夹在钢轨轨脚两端的侧沿，将弹性元件锁紧于钢轨底部，自锁式弹夹穿越弹性元件的固定方式可以是胶粘接，或是硫化粘接，或不粘接。当钢轨发生振动时，动态谐振质量-弹簧单元产生谐振，从而实现对钢轨振动的抑制及对其振动能量的转移和吸收，衰减钢轨振幅，降低钢轨因振动引起的噪声辐射；同时该设计也可对应钢轨波浪的谐振频段来抑制钢轨波浪度的产生和增加，从而控制因钢轨波浪度对轮轨的激励及产生的振动和噪声。
谐振质量块的质量和分布位置按最大减振幅度优化是指多个谐振质量块中的每个谐振质量块的质量不同，也就是说体积或面积不同，分布位置从上倒下呈递增趋势。
结合图1、2，本发明的自锁式轨底动力吸振器的结构是在钢轨(1)下铺垫有弹性元件(3)，弹性元件(3)中间埋伏有一个或多个谐振质量块(4、5)，自锁式弹夹(2)沿钢轨(1)垂直方向穿越弹性元件(3)后依靠其自身的弹性保持弹性元件(3)扣紧在钢轨(1)轨脚两端的侧沿。
弹性元件(3)与谐振质量块a(4)和谐振质量块b(5)分别构成对钢轨(1)的固有频率可调的多模态动态谐振质量-弹簧单元，当钢轨(1)振动发生时，多模态动态谐振质量-弹簧单元分别对不同频率范围的振动发生谐振，从而抑制、转移和吸收钢轨(1)振动能量，衰减钢轨(1)振动幅度，并降低钢轨(1)辐射噪声及钢轨(1)对车轮的反作用；同时该设计也可对应钢轨(1)波浪的谐振频段来抑制钢轨(1)波浪度的产生和增加，从而控制因钢轨(1)波浪度对轮轨的激励及产生的振动和噪声。
通过自锁式弹夹(2)对钢轨(1)的锁扣，将动力吸振器固定于轨底，避免了粘接、螺栓锚固等，安装、更换简便易行，而且充分利用了轨道空间。
对应不同的振动频率，可优化设计多个不同模态的动态谐振质量-弹簧单元，以保证系统在各个振动频率段均有良好的谐振吸收效果。