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一種活塞式鋼軌阻尼器的制作方法

文檔序號:12883955閱讀:425來源:國知局
一種活塞式鋼軌阻尼器的制作方法與工藝

本發(fā)明屬于軌道交通減振降噪技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種活塞式鋼軌阻尼器。



背景技術(shù):

近幾年鐵路與城市軌道交通系統(tǒng)發(fā)展迅速,其有著大運(yùn)量以及環(huán)保的優(yōu)勢,但城市軌道交通系統(tǒng)存在著噪聲和環(huán)境振動等有害影響。隨著人們對生活質(zhì)量的要求不斷提升,地鐵沿線居民對軌道交通噪聲的不滿使軌道交通引起的噪聲問題逐漸轉(zhuǎn)化為民生問題,倍受社會關(guān)注。

鐵路噪聲(車外噪聲)是由各種不同類型的噪聲合成的,根據(jù)其產(chǎn)生的機(jī)理和部位不同,可以分為鋼軌和車輪的轉(zhuǎn)動噪聲(輪軌噪聲)、車體的空氣阻力噪聲(空氣動力噪聲)、結(jié)構(gòu)物噪聲、電裝置的受電系統(tǒng)噪聲(集電噪聲)。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)列車在250~300km/h以下運(yùn)行時,輪軌噪聲成為主要的噪聲源,對周圍環(huán)境影響較大。結(jié)合我國的實(shí)際情況,此速度區(qū)段恰是我國高速鐵路實(shí)際運(yùn)營速度的目標(biāo)區(qū)段。因此,降低輪軌噪聲對于降低我國高速鐵路噪聲具有重要意義。對于高速鐵路,輪軌噪聲主要表現(xiàn)為輪軌滾動噪聲。在對輪軌噪聲源進(jìn)行研究的過程中發(fā)現(xiàn),鋼軌輻射的主要是中、高頻噪聲,車輪輻射的主要是中頻噪聲,而軌枕則主要輻射低頻噪聲。從三者對總噪聲的貢獻(xiàn)來看,鋼軌是主要的噪聲輻射源,車輪次之,軌枕最小。因此減小輪軌噪聲輻射,主要是要減小鋼軌和車輪輻射的噪聲。實(shí)踐證明,在鋼軌中加裝各種材質(zhì)的阻尼器能夠很好的抑制鋼軌的輻射噪聲,因此鋼軌阻尼器的研究和創(chuàng)新的領(lǐng)域是值得探索的。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本發(fā)明的目的是根據(jù)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處,提供一種活塞式鋼軌阻尼器,該活塞式鋼軌阻尼器通過采用活塞式顆粒阻尼元件,可以有效地消耗鋼軌的振動能量,從而達(dá)到抑制鋼軌輻射噪聲的目的。

本發(fā)明目的實(shí)現(xiàn)由以下技術(shù)方案完成:

一種活塞式鋼軌阻尼器,安裝在鋼軌的軌腰兩側(cè),所述活塞式鋼軌阻尼器包括橡膠板以及埋設(shè)在所述橡膠板內(nèi)部的活塞式顆粒阻尼元件;所述活塞式顆粒阻尼元件包括殼體,所述殼體內(nèi)部設(shè)置有阻尼顆粒和金屬球;所述金屬球與所述橡膠板之間經(jīng)金屬絲連接固定。

所述金屬球的兩側(cè)分別固定連接有一根所述金屬絲,兩根所述金屬絲分別穿過所述殼體的兩個相對的側(cè)壁,并延伸至所述橡膠板內(nèi)部。

所述橡膠板的內(nèi)側(cè)面拼貼于所述軌腰表面,所述橡膠板的外側(cè)面貼合設(shè)置有一鋁板。

所述金屬絲位于所述橡膠板內(nèi)部的端部呈螺旋狀。

所述殼體為六面體,其邊長在1.3~1.5cm之間,所述殼體的邊長與鋼軌的每米重量呈正比。

所述阻尼顆粒的材質(zhì)為鎢粉、鉛粉、銅粉以及鐵粉中的任意一種或多種的組合;所述阻尼顆粒的粒徑為0.001~0.5mm;所述殼體內(nèi)部所述阻尼顆粒的填充率在50~90%之間。

所述阻尼顆粒的粒徑、所述阻尼顆粒的填充率以及所述阻尼顆粒的材質(zhì)密度均與所述鋼軌在工作過程中的振動幅度成正比。

所述金屬球的直徑在4.5~5.5mm之間。

所述橡膠板的長度在45~55cm之間;所述活塞式顆粒阻尼元件在所述橡膠板內(nèi)部呈陣列狀分布。

沿所述橡膠板縱向分布的所述活塞式顆粒阻尼元件之間的距離為6~8cm;沿所述橡膠板高度方向分布的所述活塞式顆粒阻尼元件之間的距離為1.0~1.2cm。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是,活塞式顆粒阻尼元件可以高效地消耗振動能量,這使得內(nèi)部設(shè)置有活塞式顆粒阻尼元件的活塞式鋼軌阻尼器可以有效地減少并抑制鋼軌在使用過程中的振動與輻射噪聲。

附圖說明

圖1為本發(fā)明活塞式鋼軌阻尼器的立體視圖;

圖2為本發(fā)明活塞式鋼軌阻尼器的截面視圖;

圖3為本發(fā)明中的活塞式顆粒阻尼元件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖通過實(shí)施例對本發(fā)明的特征及其它相關(guān)特征作進(jìn)一步詳細(xì)說明,以便于同行業(yè)技術(shù)人員的理解:

如圖1-3,圖中標(biāo)記1-10分別為活塞式鋼軌阻尼器1、鋼軌2、軌腰3、橡膠板4、活塞式顆粒阻尼元件5、鋁板6、殼體7、阻尼顆粒8、金屬球9、金屬絲10。

實(shí)施例:如圖1、2所示,本實(shí)施例具體涉及一種活塞式鋼軌阻尼器1,安裝在鋼軌2的軌腰3的兩側(cè),活塞式鋼軌阻尼器1包括橡膠板4以及埋設(shè)在橡膠板4內(nèi)部的活塞式顆粒阻尼元件5;橡膠板4的內(nèi)側(cè)面拼貼于軌腰3的表面,橡膠板4側(cè)面貼合設(shè)置有一鋁板6。

如圖1、2所示,本實(shí)施例中,橡膠板4的內(nèi)側(cè)面通過金屬膠與軌腰3的表面粘接;橡膠板4的外側(cè)面同樣通過金屬膠與鋁板6粘接;金屬膠的主要成分是氰基丙烯酸乙酯;鋁板6可以起到保護(hù)橡膠板4的作用,防止橡膠板4在工作過程中發(fā)生損壞;鋁板6的厚度為2mm至4mm。

如圖2、3所示,本實(shí)施例中,活塞式顆粒阻尼元件5埋設(shè)在橡膠板4中;活塞式顆粒阻尼元件5包括殼體7,殼體7內(nèi)部設(shè)置有阻尼顆粒8和金屬球9;金屬球9與橡膠板4之間經(jīng)金屬絲10連接固定;在本實(shí)施例中,金屬球9的兩側(cè)分別固定連接有一根金屬絲10,兩根金屬絲10分別穿過殼體7的兩個相對的側(cè)壁,并延伸至橡膠板4內(nèi)部,殼體7的側(cè)壁開設(shè)有供金屬絲10穿過的通孔。

如圖1、3所示,活塞式顆粒阻尼元件5是一種被動振動控制技術(shù);當(dāng)鋼軌2處于工作狀態(tài)時,鋼軌2的振動通過橡膠板4傳遞至活塞式顆粒阻尼元件5,使得活塞式顆粒阻尼元件5中的阻尼顆粒8發(fā)生振動;同時橡膠板4通過金屬絲10牽拉活塞式顆粒阻尼元件5中的金屬球9,使得金屬球9產(chǎn)生振動;在金屬球9以及阻尼顆粒8的振動過程中,阻尼顆粒8會與金屬球9發(fā)生碰撞和摩擦,阻尼顆粒之間也會發(fā)生碰撞和摩擦;碰撞和摩擦?xí)恼駝幽芰?,將振動能量轉(zhuǎn)換成熱量,從而實(shí)現(xiàn)耗散振動能量的效果;將埋設(shè)有活塞式顆粒阻尼元件5的橡膠板4安裝至軌腰3表面,相當(dāng)于增加了鋼軌2的阻尼,使得活塞式鋼軌阻尼器可以有效地抑制鋼軌2的高頻振動以及輻射噪聲。

如圖1、3所示,本實(shí)施例中,通過橡膠板4可有效地將鋼軌2的振動傳遞至活塞式顆粒阻尼元件5;與剛性結(jié)構(gòu)相比,柔性的橡膠板4可有效促進(jìn)活塞式顆粒阻尼元件5及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的振動,從而增加活塞式顆粒阻尼元件5消耗的振動能量,使得活塞式顆粒阻尼元件5可以更加有效地抑制鋼軌2的高頻振動與輻射噪聲。

如圖2、3所示,本實(shí)施例中,活塞式顆粒阻尼元件5的殼體7是由厚度為2mm的q195薄鋼板制成的正六面體,其邊長在1.3~1.5cm之間;殼體7的具體邊長與鋼軌2的每米重量呈正比,當(dāng)鋼軌2每米重50kg時,采用邊長為1.3cm的殼體;當(dāng)鋼軌2每米重60kg時,采用邊長為1.38cm的殼體;當(dāng)鋼軌2每米重75kg時,采用邊長為1.5cm的殼體。

如圖2、3所示,本實(shí)施例中,阻尼顆粒8的材質(zhì)為鎢粉、鉛粉、銅粉以及鐵粉中的任意一種或多種的組合,通過調(diào)節(jié)各種材質(zhì)的阻尼顆粒8的比例,可以調(diào)節(jié)阻尼顆粒8的總體密度;阻尼顆粒8的粒徑為0.001mm至0.5mm;殼體7內(nèi)部阻尼顆粒8的填充率在50%至90%之間;為了達(dá)到更好的減振效果,阻尼顆粒8的粒徑、殼體7中阻尼顆粒8的填充率以及阻尼顆粒8的材質(zhì)密度均與鋼軌2在工作過程中的振動幅度成正比。

如圖2、3所示,本實(shí)施例中,殼體7的側(cè)壁上供金屬絲10穿過的通孔的直徑為1mm;金屬絲10是直徑為0.3mm的細(xì)鐵絲,金屬絲10通過焊接的方式與金屬球9連接;金屬球9是直徑在4.5mm至5.5mm之間的小鐵球,金屬球9的直徑越大,其減振效果越好;為了便于生產(chǎn),各金屬球9可采用直徑相同的小鐵球;金屬絲10位于橡膠板4內(nèi)部的端部呈螺旋狀,這使得金屬絲10與橡膠板4之間的連接更加穩(wěn)固,進(jìn)而使得金屬絲10在振動過程中不會從橡膠板4中脫離。

如圖1、2所示,本實(shí)施例中橡膠板4的長度在45cm至55cm之間,特殊地段可以加長;橡膠板4中自上向下設(shè)置有三排活塞式顆粒阻尼元件5;三排活塞式顆粒阻尼元件5在橡膠板4內(nèi)部呈陣列狀分布;沿橡膠板4縱向分布的活塞式顆粒阻尼元件5之間的距離為6cm至8cm;沿橡膠板4高度方向分布的活塞式顆粒阻尼元件5之間的距離為1.0cm至1.2cm。

如圖1至3所示,在制作本實(shí)施例的活塞式鋼軌阻尼器1的過程中,首先使用薄鋼板、金屬球9以及阻尼顆粒制作如圖3所示的活塞式顆粒阻尼元件5;隨后將活塞式顆粒阻尼元件5埋入橡膠板4的原膠中,將其和原膠一起制作成橡膠板4;橡膠板4制作完成后,將橡膠板4通過金屬膠粘接至軌腰3的表面,并將鋁板6通過金屬膠粘接至橡膠板4的外側(cè)面。

本實(shí)施例的有益技術(shù)效果為:活塞式顆粒阻尼元件是一種新型的被動振動控制技術(shù),其利用結(jié)構(gòu)振動時會帶動顆粒體運(yùn)動并與主結(jié)構(gòu)和金屬球產(chǎn)生碰撞和摩擦達(dá)到能量交換和產(chǎn)生熱量耗散振動能量的效果,相當(dāng)于增大了鋼軌的阻尼。相對于傳統(tǒng)的顆粒阻尼技術(shù),活塞式顆粒阻尼技術(shù)減振效果更好,更有利于抑制高頻振動;用這一原理制作的活塞式鋼軌阻尼器可以很好的減少鋼軌的振動與輻射噪聲。

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