[实用新型]轨道吸振器

说明书

技术领域

本实用新型属于轨道交通的振动及噪声控制领域，尤其涉及一种设置于钢轨非工作表面、用于减轻轨道车辆运行过程中钢轨受迫产生的振动及噪声的减振装置。

背景技术

近年来，我国轨道交通飞速发展，给人们提供了快捷、安全的出行方式的同时，其产生的振动和噪声问题也严重影响了周边居民的生活质量，危及周边建筑安全，并且使轨道本身的稳定性、安全性和使用寿命也受到影响。

研究表明列车运营时形成的铁路噪声中，轮轨噪声占很高的比重，而其中钢轨振动辐射的中、高频噪声对最终噪声总量的贡献尤其明显，因此，进行钢轨的振动及噪声治理对城市轨道交通减振降噪具有重要意义。为控制钢轨的振动及噪声，工程人员研发了多种类型的减振降噪产品，其中调谐减振器较为常见，其利用质量——弹簧构成的调谐装置在钢轨振动时产生反作用力作功耗能使得钢轨的振动减小，例如专利申请号200480019707.1中公开的铁轨调谐减振器，此类产品可以实现一定的减振降噪效果。但是工程应用中发现，由于现有的此类技术方案中普遍利用橡胶等弹性材料制成弹性元件，然后在弹性元件中内置质量块，而轨道交通地域分布广阔，外界环境条件千差万别，长期直接曝露在外部环境中以后，橡胶等弹性材料的物理性能易受到外界环境的影响，也容易被外部物体划伤损坏，进而对调谐减振器的减振降噪性能和使用寿命造成不良影响。此外，由于橡胶类弹性元件对质量块形成的约束力较小，质量块在弹性元件内部移动过程中对弹性元件产生的拉压分量大，剪切分量小，因此无法实现有效的剪切耗能，减振效果也受到极大限制。另外，受结构和材料限制，此类轨道用调谐减振器的适用频率范围较小，例如，对于低频控制，需要弹性体具有很高的弹性，材料较软，容易被撕裂；对于高频控制，需要弹性体具备较大的硬度，其弹性差，减振效果不好。再有，此类铁轨调谐减振器还普遍存在下列不足：（1）质量块镶嵌在弹性材料里面，要同时两个方向实现的精准的质量调谐减振比较难；（2）调谐减振器出厂时还是半成品，未与钢轨进行装配，无法对工作频率进行直接测量或调试；（3）一旦材料开裂，内部会形成裂缝，弹性元件的刚度和调谐减振器的工作频率就发生变化；（4）弹性元件、阻尼材料、粘接材料集成在一起，无法实现全部参数的优化；（5）弹性材料一旦开裂，TMD质量块会脱落，对列车运行带来安全隐患。

综上可以看出，现有调谐减振器存在减振降噪效果有限，性能不稳定，适用频域窄，使用寿命短等缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，克服上述缺陷，提供一种减振降噪效果好、耐候性强、性能稳定、适用频域宽、使用安全、寿命长的轨道吸振器。

本实用新型所采用的技术方案是， 轨道吸振器包括弹性元件、质量块和至少一个联接框架，联接框架与钢轨非工作表面联接部分的表面形状与钢轨对应表面的形状相同，联接框架中包含至少一个吸振腔，质量块至少局部设置在联接框架的吸振腔内，质量块与吸振腔的腔壁之间设有弹性元件。

优选的，弹性元件沿钢轨垂向或/和钢轨横向设置在质量块与吸振腔的腔壁之间，或者弹性元件环绕质量块设置在质量块与吸振腔的腔壁之间。

所述弹性元件可以由橡胶、弹性聚氨酯或金属弹簧中的至少一种构成。其中，金属弹簧包括碟簧、板簧和螺旋弹簧等；橡胶具体可以是氯丁橡胶、丁腈橡胶等。为了保证弹性元件在使用过程中始终对质量块保持有效的弹性支承，可以使质量块与吸振腔腔壁之间设置的弹性元件处于预压缩状态，并且弹性元件的预压缩位移大于质量块工作时相对于吸振腔腔壁的振幅。特别是对于金属弹簧，在本实用新型加工制造的过程中与质量块及联结框架进行组装时大多都需要实施预压缩。另外，弹性元件还可以与质量块及吸振腔腔壁之间粘接、焊接或硫化连接固定成一体。

本实用新型轨道吸振器还可以包括阻尼元件，阻尼元件设置在质量块与吸振腔腔壁之间。阻尼元件可以由弹性固体阻尼材料构成；阻尼元件也可以由液体阻尼材料构成，增设液体阻尼时，吸振腔的开口处设有密封件，密封件将吸振腔完全封闭，液体阻尼材料填充在质量块与吸振腔腔壁之间的部分空隙中。为了进一步提高系统阻尼，还可以在质量块上设置动叶片，吸振腔腔壁上设有静叶片与动叶片交错配合，相邻的静叶片与动叶片之间的部分空隙内设有液体阻尼材料。此外，还可以在动叶片或/和静叶片上设置扰流孔或扰流凸凹结构。当然，还可以在质量块上设置扰流孔或扰流凸凹结构。