一种轨道减震器的制作方法

1.本发明属于轨道交通技术领域，具体是涉及到一种轨道减震器。


背景技术：

2.近年来，随着我国城镇一体化的快速建设，城际轨道运输系统发展迅速。为了进一步降低地铁的噪声污染、提高乘客的舒适度，对轨道线路的减振要求日益提高：既要实现较低的垂向刚度和减振效果，又要有效地保持钢轨几何形位，同时还需满足有限的轨枕以及隧道空间限制等等多种要求。
3.目前，轨道减振器按照减振型式主要分为压缩型和剪切型。压缩型轨道减振器作为中等减振扣件，对市区以及特定地段更高的减振降噪需求已逐渐无法满足。剪切型轨道减振器作为高等减振扣件，虽然刚度更低且具有更佳的减振降噪效果，但是因为其弹性材料变形较大，不利于钢轨的几何形位保持，也不利于在随着载荷增大为列车提供有效的支撑，从而引发钢轨波磨等影响。
4.现有技术的存在的主要问题是：
5.①
现有的压缩型轨道减振器，通过橡胶压缩变形提供垂向刚度，刚度范围一般在20kn/mm左右，属于中等减振效果，不适用于较高减振降噪需求的区段。
6.②
现有的压缩型轨道减振器，橡胶凸台单元所提供的刚度近似为线性特性，大载荷下引发较大橡胶压缩量不利于疲劳性能。
7.③
现有的剪切型轨道减振器，虽具备二级刚度设计，但是作为安全刚度主要应对过载情况，不能作为正常情况下的工作刚度提供有效的支撑。
8.④
现有的剪切型轨道减振器，其侧向刚度仅依靠上下金属板之间的橡胶圈提供，侧向位移保持能力较弱，不利于钢轨的几何形位保持。
9.⑤
现有的剪切型轨道减振器，采用上下金属板嵌套、中间硫化橡胶圈的型式，体积较大，不利于运输、安装与维护。
10.鉴于上述原因，如何寻求一种新型的轨道减振器结构及其设计思路，能够在提供低刚度、高减振效果的同时，降低钢轨侧向的位移量，且在大载荷下提供有效的支撑，对当下轨道线路减振领域的技术提升提出了一定挑战。


技术实现要素：

11.本发明要解决的技术问题是提供一种能提供较低垂向刚度，控制钢轨几何形位，提供非线性的减振特性，同时有效的降低轨道减振器体积的轨道减震器。
12.为了达到上述目的，本发明的技术方案如下，一种轨道减震器，包括金属板，所述金属板的底面上设有缓冲层，金属板的顶面上设有用于安装轨道的钢轨承轨块及弹条接口，所述金属板开设有圆台式限位孔，所述圆台式限位孔的内侧壁通过缓冲层连接有限位圆台，所述限位圆台上开设有道钉安装孔，所述圆台式限位孔、限位圆台及道钉安装孔的轴心线重合。
13.优选的，所述圆台式限位孔设于轨道的两侧，且圆台式限位孔的圆心位于金属板的对角线上。
14.优选的，所述限位圆台的底面上设有缓震垫。
15.优选的，所述缓冲层的底面上设有多个缓震凸台，所述缓震凸台的底面到缓冲层底面的距离小于缓震垫的底面到缓冲层底面的距离。
16.优选的，所述缓震凸台呈倒圆台型，缓震凸台的底面边缘倒圆角。
17.优选的，所述缓震凸台包括第一级凸台和第二级凸台，所述第一级凸台沿竖直方向的高度不小于第二级凸台沿竖直方向的高度。
18.优选的，缓冲层的边缘设有包裹金属板侧壁的缓震壁，所述缓震壁的底面与缓震垫的底面共面。
19.优选的，所述金属板、缓冲层、限位圆台为一体式硫化结构。
20.本发明的有益效果是，
21.1、本发明通过金属板内嵌限位圆台的型式，提供了一种剪切型轨道减振器，保证低垂向刚度的同时，有效地限制钢轨的几何形位；此外，轨道减振器的体积有效缩减，便于运输、安装和维护。
22.2、缓冲层的底面上设置缓震凸台的非线性设计结构，有效地避免了随载荷增大而引起的橡胶过大压变，提高了使用寿命。
23.3、本发明通过限位圆台周圈橡胶的剪切变形与第一凸台、第二级凸台的压缩变形，提供了三段式减振结构，保证更好减振效果的同时，可以合理地应对外界载荷变化，有效地发挥减振特性。
附图说明
24.图1为本发明其中一实施例的结构示意图；
25.图2为图1所示的金属板的结构示意图；
26.图3为图1所示的缓冲层的结构示意图；
27.图4为缓震凸台的结构示意图；
28.图5为图4所示的a-a向剖视图；
29.图6为图5所示的缓震垫的结构示意图。
30.在图中，1、金属板；10、轨道；11、钢轨承轨块；12、弹条接口；13、圆台式限位孔；2、缓冲层；21、缓震壁；22、缓震凸台；221、第一级凸台；222、第二级凸台；3、限位圆台；31、道钉安装孔；32、缓震垫。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明：
32.请一并参阅图1-6，本实施例提供的轨道减震器，包括金属板1，所述金属板1的底面上设有缓冲层2，金属板1的顶面上设有用于安装轨道10的钢轨承轨块11及弹条接口12，所述金属板1开设有圆台式限位孔13，所述圆台式限位孔13的内侧壁通过缓冲层2连接有限位圆台3，圆台式限位孔13的倾斜侧面与限位圆台3的倾斜侧面平行，缓冲层2均匀地填充圆台式限位孔1与限位圆台3之间的间隙，所述限位圆台3上开设有道钉安装孔31，所述圆台式
限位孔13、限位圆台3及道钉安装孔31的轴心线重合。
33.平行于轨距测量方向的方向定义为侧向；垂直于轨距测量方向的方向定义为纵向；垂直于钢轨踏面的方向定义为垂向；轨道各部分的几何形状、相对位置和基本尺寸的总称为钢轨几何形位；硫化一体式为通过通过高温高压将铁件、橡胶粘结在一起的工艺方式。
34.使用时，道钉通过道钉安装孔31将限位圆台3固定，金属板1在侧向通过限位圆台3的结构设计达到柔性约束状态，限制金属板1的侧向位，限位圆台3采用锥面设计，倾斜角与金属板1对置圆孔配合，轨道减振器通过内嵌限位圆台3与金属板1的剪切型结构设计，限位圆台3与金属板1硫化缓冲层2，形成剪切型式的减振结构，与以往上下金属板加橡胶圈的剪切型结构相比，有效缩减了剪切型轨道减振器的体积，能提供较低的垂向刚度，达到更好的减振效果。
35.更具体的，所述圆台式限位孔13设于轨道10的两侧，且圆台式限位孔13的圆心位于金属板1的对角线上；在本实施例中，圆台式限位孔13为两个，道钉通过两个限位圆台3将限位圆台3固定，金属板1在前、后、左、右方向通过两个沿对角线布置的限位圆台3达到柔性约束状态，限制金属板1的侧向位，结构简单，加工方便，限位效果好。
36.更具体的，所述限位圆台3的底面上设有缓震垫32，能为减震器提供垂向方向的减震，加强减振降噪效果。
37.更具体的，所述缓冲层2的底面上设有多个缓震凸台22，所述缓震凸台22的底面到缓冲层2底面的距离m小于缓震垫32的底面到缓冲层2底面的距离n，即m《n；多个缓震凸台22组成非线性橡胶凸台单元，由于缓震垫32与缓震凸台22之间存在高度差，在自由状态下，缓震凸台22呈悬空状态，当受到外界载荷时，限位圆台3与金属板1之间的缓冲层2先发生剪切变形，在达到一定设计载荷时，缓震凸台22发生接触变形；分段式减震可以在保证更好减振效果的同时，更合理地应对外界载荷增大的工况，有效地发挥减振特性，实现减震降噪的目的。
38.更具体的，所述缓震凸台22呈倒圆台型，缓震凸台22的底面边缘倒圆角；当缓震凸台22发生压缩时，橡胶由倒圆台的底端面开始自下而上发生变形，倒圆台型结构使得橡胶变形量愈发降低，同时倒圆台型的底面与侧面的分界处为曲面设计，随压缩变形而逐渐增大与接触面的面积，使得变形量进一步减小，从而提供非线性减振特性，避免了随载荷增大而引起橡胶过大的压变，提高减震器的使用寿命。
39.更具体的，所述缓震凸台22包括第一级凸台221和第二级凸台222，所述第一级凸台221沿竖直方向的高度m1大于第二级凸台222沿竖直方向的高度m2，即m2《m1《n；在本实施例中，第一级凸台221的外径小于第二级凸台222的外径，第一级凸台221的数量多于第二级凸台222的数量，第一级凸台221为三排，中间排为五个，两侧每排四个，第二级凸台222为四个，以缓冲层2底面为中心呈放射型分布，使用时，可以根据具体的使用场景对第一级凸台221和第二级凸台222的数量和外径进行调整；第一级凸台221和第二级凸台222、限位圆台3与金属板1间的缓冲层2形成三段式减振设计；在自由状态下，第一级凸台221和第二级凸台222呈悬空状态，当受到外界载荷时，限位圆台3与金属板1之间的缓冲层2先发生剪切变形；在达到一定设计载荷时，第一级凸台221发生接触变形；随载荷增大至下一设计载荷时，第二级凸台222发生接触变形；三段式减振设计由初段剪切变形提供低垂向刚度，而后通过设计载荷逐步达到后两段垂向刚度。三段刚度整体拟合实现减震器的非线性减振特性，且后
两段刚度自身具备非线性减振特性，可以在保证更好减振效果的同时，更合理地应对外界载荷增大的工况，有效地发挥减振特性。
40.道钉通过道钉安装孔31将限位圆台3固定，金属板1在侧向通过限位圆台3的结构设计达到柔性约束状态，限制金属板1的侧向位；在工作状态下，金属板1下方的非线性橡胶凸台单元发生挤压变形，倒锥结构端面与轨枕形成接触产生摩擦力，进一步限制金属板1的侧向位移，有效提高了钢轨的几何形为保持能力。
41.更具体的，缓冲层2的边缘设有包裹金属板1侧壁的缓震壁21，所述缓震壁21的底面与缓震垫32的底面共面，一方面能进一步增强对金属板1的侧向约束，另一方面，提升垂向方向的减震能力，加强减振降噪效果，提高减震器的使用寿命。
42.缓冲层2、缓震凸台22及缓震垫32为弹性材料橡胶、浇注型聚氨酯弹性体(cpu)、聚酯弹性体(tpee)、热塑型聚氨酯弹性体(简称tpu)或其它软体绝缘弹性体。
43.本发明提供的轨道减震器，采用金属板1、缓冲层2、限位圆台3硫化一体成型，其中金属板1设有钢轨承轨面及弹条接口，缓冲层2背部设计非线性橡胶凸台单元，包含一级橡胶凸台4和二级橡胶凸台5，限位圆台3硫化于金属板1的对角位置，为低刚度非线性硫化一体式的轨道减振器，保证低垂向刚度的同时，有效地限制钢轨的几何形位，能减小轨道减振器的体积，便于运输、安装和维护。
44.以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。