轨道减震装置的制作方法

1.本发明涉及减震设备技术领域，尤其涉及轨道减震装置。


背景技术：

2.随着城市轨道交通网络的发展，由轨道交通运营产生的震动污染，例如轮轨噪声等问题备受关注并亟待解决。
3.目前对铁路轨道减震要求较高的区域基本采用钢弹簧浮置板技术。该技术的减震效果较好，但因刚度较小而容易引发较大的形变，一些浮置板竖向位移甚至能达到5～6mm之多，这样一方面导致钢轨波浪型磨耗的机率和程度大大普遍增加，引起轨道振动及轮轨振动加剧的恶性循环，激发车辆结构的振动增大，致使一些部件损坏增加和使用寿命缩短。另外，变形过大的钢弹簧浮置板对相对高速的城郊铁路存在安全隐患。
4.因此，有必要设计一种新型的轨道减震装置以避免现有技术中存在的上述问题。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种轨道减震装置，以确保具有良好减震效果的同时避免因产生的形变量过大而容易损坏交通工具部件以及存在的安全隐患问题。
6.为实现上述目的，本发明的轨道减震装置包括第一弹性部、第二弹性部和预紧部，所述第一弹性部的刚性小于所述第二弹性部的刚性；所述预紧部的一端固定连接所述第一弹性部，并使所述第一弹性部和所述第二弹性部实现串联连接的同时减小所述第一弹性部与所述第二弹性部之间的垂直距离，并使所述第一弹性部产生第一压缩形变，所述第二弹性部的形变量为0以处于非工作状态，从而在所述第一弹性部和所述第二弹性部之间产生预压载荷；当所述轨道减震装置所承受的外部载荷不大于所述预压载荷，所述第二弹性部发生第二压缩形变，所述第一弹性部维持所述第一压缩形变，所述第二压缩形变的形变量小于所述第一压缩形变的形变量；当所述外部载荷大于所述预压载荷，所述第一弹性部和所述第二弹性部均进一步产生压缩形变。
7.本发明的所述轨道减震装置的有益效果在于：所述第一弹性部的刚性小于所述第二弹性部的刚性，并通过所述预紧部串联所述第一弹性部和所述第二弹性部，所述第一弹性部产生第一压缩形变，所述第二弹性部的形变量为0以处于非工作状态，从而在所述第一弹性部和所述第二弹性部之间产生预压载荷，能够具有良好减震效果的同时避免因产生的形变量过大而容易损坏交通工具部件以及存在的安全隐患问题。
8.优选的，所述第二压缩形变的形变量不超过1毫米。其有益效果在于：有利于衰减中高频震动。
9.优选的，所述预压载荷不小于空载的交通工具、轨道段以及所述轨道减震装置的总重量的30％，且不超过满载的所述交通工具、所述轨道段以及所述轨道减震装置的总重量，所述轨道段为所述轨道减震装置所安装的轨道。其有益效果在于：有利于避免形变量过大。
10.优选的，所述预紧部包括第一限位结构和第二限位结构，所述第一限位结构收容于所述第一弹性部内，以限定所述第一弹性部朝向所述第二弹性部运动所能够到达的第一极限位置，所述第二限位结构收容于所述第二弹性部内，以限定所述第二弹性部远离所述第一弹性部运动所能够到达的第二极限位置。其有益效果在于：有利于避免形变量过大。
11.进一步优选的，所述第一弹性部包括第一刚性体，所述第二弹性部包括第二刚性体和第三刚性体，所述预紧部的一端固定连接于所述第一刚性体，另一端顺次贯穿所述第一刚性体和所述第二刚性体。
12.进一步优选的，所述预紧部还包括t形件，所述t形件的头部固定连接所述第一刚性体，所述t形件的杆部与所述第二限位结构不可拆卸固定连接，所述t形件的杆部设置有所述第一限位结构；当所述第一刚性体到达所述第一极限位置，所述第一限位结构与所述第二刚性体的一侧接触，以阻止所述第一刚性体进行朝向所述第二刚性体的运动；当所述第二刚性体到达所述第二极限位置，所述第二限位结构与所述第二刚性体的另一侧接触，以阻止所述第二刚性体进行朝向所述第三刚性体的运动。其有益效果在于：通过第一限位结构和第二限位结构，对第一刚性体和第二刚性体起到限位保护作用。
13.进一步优选的，所述t形件包括t形螺栓，所述第二限位结构包括顺次设置的硬质垫片和至少一个防松螺母，所述至少一个防松螺母与所述t形螺栓相配合后不可拆卸固定连接，所述硬质垫片套设并不可拆卸固定连接于于所述t形螺栓的杆部，所述t形螺栓的杆部包括台阶结构，以构成所述第一限位结构。
14.进一步优选的，所述第一弹性部还包括第一弹性体，所述第二弹性部还包括第二弹性体，所述第一弹性体的一端连接所述第一刚性体，另一端连接所述第二刚性体，所述第二弹性体的一端连接所述第二刚性体，另一端连接所述第三刚性体。
15.进一步优选的，所述第二刚性体包括第一连接面，以连接所述第二弹性体的一端，所述第三刚性体包括第二连接面，以连接所述第二弹性体的另一端；所述第一连接面设置有第一凸台结构，所述第二连接面设置有第二凸台结构，所述第一凸台结构、所述第二凸台结构以及所述第二弹性体一体成型，以增加所述第二弹性部抵抗水平向变形的能力。
16.进一步优选的，所述第一弹性体由第一高分子弹性体和金属弹性体中的任意一种组成，所述第二弹性体由第二高分子弹性体组成，所述金属弹性体包括螺旋金属弹簧或蝶形金属弹簧，所述第一高分子弹性体的组成材料与所述第二高分子弹性体的组成材料相同或不同。其有益效果在于：第一高分子弹性体和第二高分子弹性体的材料相同或不同，在实际使用时材料可选择性更强。
附图说明
17.图1为本发明实施例的轨道减震装置的结构示意图；
18.图2为图1所示的第一刚性体的结构示意图；
19.图3为图1所示的锁紧部的结构示意图；
20.图4为图1所示的第二刚性体的结构示意图；
21.图5为图1所示的第三刚性体的结构示意图。
具体实施方式
22.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。
23.为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种轨道减震装置，以确保具有良好减震效果的同时避免因产生的形变量过大而容易损坏交通工具部件以及存在的安全隐患问题。
24.本发明实施例所述的“形变量”具体指拉伸形变或压缩形变所产生的形变量。
25.图1为本发明实施例的轨道减震装置的结构示意图。
26.参照图1，轨道减震装置1包括第一弹性部11、第二弹性部12和预紧部13，所述预紧部13的一端固定连接所述第一弹性部11，并使所述第一弹性部11和所述第二弹性部12实现串联连接的同时减小所述第一弹性部11与所述第二弹性部12之间的垂直距离d。
27.本发明实施例中，所述预紧部13使所述第一弹性部11产生第一压缩形变，所述第二弹性部12的形变量为0以处于非工作状态，从而在所述第一弹性部11和所述第二弹性部12之间产生预压载荷。
28.具体的，由于所述第一弹性部11的刚性小于所述第二弹性部12的刚性，当所述轨道减震装置1所承受的外部载荷不大于所述预压载荷，所述第二弹性部12发生第二压缩形变，所述第一弹性部11维持所述第一压缩形变，所述第二压缩12形变的形变量小于所述第一压缩形变的形变量；当所述外部载荷大于所述预压载荷，所述第一弹性部11和所述第二弹性部12才进一步产生压缩形变，从而能够具有良好减震效果的同时避免因产生的形变量过大而容易损坏交通工具部件以及存在的安全隐患问题。
29.本发明一些实施例中，所述预压载荷不小于空载的交通工具、轨道段以及所述轨道减震装置的总重量的30％，且不超过满载的所述交通工具、所述轨道段以及所述轨道减震装置的总重量，所述轨道段为所述轨道减震装置所安装的轨道，以有利于避免形变量过大。
30.本发明一些实施例中，当要求所述轨道减震装置1的总形变量不超过2毫米，所述预压载荷不小于空载的交通工具、轨道段以及所述轨道减震装置的总重量的70％，且不超过满载的所述交通工具、所述轨道段以及所述轨道减震装置的总重量。
31.本发明实施例中，所述第二弹性部12的作用为衰减中高频震动。
32.具体的，当所述第二弹性部12的固有频率不超过所述交通工具主要激振频率的n倍，所述第二弹性部12能够产生的所述第二压缩形变的形变量不超过1毫米，其中，所述主要激振频率是指在实际振动中振幅最大的频率。
33.本发明一些实施例中，n为2
0.5
的倒数。
34.本发明一些实施例中，n为满载的所述交通工具、所述轨道段以及所述轨道减震装置1的总重量值的倒数。
35.参照图1，所述第一弹性部11包括第一刚性体111和第一弹性体112，所述第二弹性体12包括第二刚性体121、第二弹性体122和第三刚性体123。所述预紧部13的一端固定连接于所述第一刚性体111，另一端顺次贯穿所述第一刚性体111和所述第二刚性体121。
36.本发明一些实施例中，参照图1，所述预紧部13的一端通过销钉结构14固定连接于所述第一刚性体111。
37.图2为图1所示的第一刚性体的结构示意图。图3为图1所示的锁紧部的结构示意图。
38.参照图1和图2，所述第一刚性体111包括空心顶板21、第一斜板22和第二斜板23。所述空心顶板21开设有顶板通孔24，以供所述预紧部13贯穿。所述第一斜板22和所述第二斜板23设置于所述空心顶板21的同一侧并互为镜像，以形成与所述顶板通孔24相通的开口结构。
39.本发明一些实施例中，所述空心顶板21、所述第一斜板22和所述第二斜板23一体成型。
40.参照图1，所述第一弹性体112的一端连接所述第一刚性体111，另一端连接所述第二刚性体121，所述第二弹性体122的一端连接所述第二刚性体121，另一端连接所述第三刚性体123。
41.具体的，参照图1和图2，所述第一弹性体112的一端分别连接所述第一斜板22和第二斜板23朝向所述第二刚性体121的一侧，另一端连接所述第二刚性体121朝向所述第一刚性体111的一侧。
42.本发明一些实施例中，所述第一弹性体112由第一高分子弹性体和金属弹性体中的任意一种组成。
43.本发明一些实施例中，当所述第一弹性体112由所述第一高分子弹性体组成，所述第一弹性体112、所述第一刚性体111和所述第二刚性体121一体硫化成型。
44.本发明一些具体的实施例中，所述第一高分子弹性体包括橡胶。
45.本发明一些实施例中，当所述第一弹性体112由所述金属弹性体组成，所述第一弹性体112组装于所述第一刚性体111和所述第二刚性体121之间。
46.本发明一些具体的实施例中，所述金属弹性体为若干螺旋金属弹簧或蝶形金属弹簧。
47.本发明一些实施例中，所述预紧部13设置有第一限位结构，以限定所述第一弹性部11朝向所述第二弹性部12运动所能够到达的第一极限位置，以避免所述第一弹性体112的形变量过大。
48.本发明一些实施例中，所述预紧部13为t形件。更具体的，所述t形件为t形螺栓。
49.参照图2和图3，所述预紧部13为t形螺栓，所述预紧部13包括相互连接的头部31和杆部32，所述杆部32通过所述顶板通孔24贯穿所述第一刚性体111，以使所述头部31固定连接于所述空心顶板21。
50.参照图1至图3，所述预紧部13的所述杆部32由相互连接的第一杆部321和第二杆部322组成，所述第一杆部321的外径大于所述第二杆部322的外径以使所述杆部32形成台阶结构(图中未标示)，所述台阶结构(图中未标示)构成了所述第一限位结构。当所述第一刚性体111到达所述第一极限位置，所述第一限位结构与所述第二刚性体112的一侧接触，
以阻止所述第一刚性体111进行朝向所述第二刚性体121的运动。所述第二刚性体112与所述台阶结构(图中未标示)相接触的一侧为所述第二刚性体112朝向所述顶板通孔24的一侧。
51.本发明一些实施例中，当所述轨道减震装置1不承受外部载荷，所述第一杆部321的底部距离所述第二刚性体121顶部的垂直距离为3
‑
4mm，以限定所述第一极限位置的范围。
52.图4为图1所示的第二刚性体的结构示意图。
53.参照图3和图4，所述第二刚性体121为空心柱体，内部具有直径依次增大的第一中部通孔41和第二中部通孔42，以供所述杆部32贯穿，使所述第二杆部322的一部分收容于所述第一中部通孔41和所述第二中部通孔42限定的空间内。
54.本发明一些实施例中，所述预紧部13还包括第二限位结构，所述第二限位结构收容于所述第二弹性部内，以限定所述第二弹性部能够远离所述第一弹性部运动的极限位置，有利于避免所述第二弹性体的形变量过大。
55.本发明一些实施例中，所述第二限位结构与所述锁紧部13的杆部不可拆卸固定连接。
56.具体的，参照图1和图3，所述锁紧部13为t形螺栓，顺次设置的硬质垫片15以及防松螺母16构成了所述第二限位结构，所述杆部32设置有螺纹结构(图中未标示)，所述杆部32套设所述硬质垫片15后与所述防松螺母16相配合旋紧，然后通过焊接的方式使所述硬质垫片15和所述防松螺母16不可拆卸固定连接于所述杆部32。当所述第二刚性体121到达所述第二极限位置，所述第二限位结构与所述第二刚性体121的另一侧接触，以阻止所述第二刚性体121进行朝向所述第三刚性体123的运动。
57.参照图1和图4，所述第二刚性体121的另一侧为所述第二中部通孔42的顶部。
58.本发明一些实施例中，当所述轨道减震装置1不承受外部载荷，所述硬质垫片15距离所述第二中部通孔42顶部的垂直距离为0，以限定所述第二极限位置的范围。
59.本发明一些实施例中，所述硬质垫片15由高分子材料组成。
60.本发明一些实施例中，所述防松螺母16的数目至少为1。
61.图5为图1所示的第三刚形体的结构示意图。
62.参照图1、图4和图5，所述第三刚性体123为空心底板，所述第二刚性体121包括第一连接面43，以连接所述第二弹性体122的一端，所述第三刚性体123包括第二连接面51，以连接所述第二弹性体122的另一端。
63.具体的，所述第一连接面43位于所述第二刚性体121的底部，所述第二连接面51位于所述第三刚性体123的顶部，所述第一连接面43和所述第二连接面51相对设置。
64.所述第一连接面43设置有第一凸台44和第二凸台45，以形成第一凸台结构，所述第二连接面设置有第三凸台52和第四凸台53，以形成第二凸台结构。
65.本发明一些实施例中，所述第一凸台结构、所述第二凸台结构以及所述第二弹性体122一体成型，以增加所述第二弹性部12抵抗水平向变形的能力。具体的，所述一体成型包括浇筑成型或一体硫化成型。
66.本发明一些实施例中，所述第二弹性体122由第二高分子弹性体组成，所述第二高分子弹性体与所述第一高分子弹性体的组成材料相同或不同。
67.本发明一些具体的实施例中，所述第二高分子弹性体为橡胶。
68.本发明一些实施例中，当所述第一弹性体112为所述金属弹性体，所述轨道减震装置1的制备方法包括：
69.s1：将所述第二刚性体121、所述第二弹性体122以及所述第三刚性体123一体成型；
70.s2：将所述第一弹性体112设置于所述第一刚性体111和所述第二刚性体121之间；
71.s3：将所述锁紧部13的所述头部31固定连接于所述第一刚性体111，然后将组装的结构放置于材料试验机下施加压力，以使所述第一弹性部11和所述第二弹性部12之间产生所述预压载荷；
72.s4：所述材料试验机施加的所述压力撤销前，通过所述第三刚性体123的通孔将所述硬质垫片15套设并焊接于所述锁紧部13的所述杆部32，然后将若干所述防松螺母16旋紧于所述杆部32后，再将若干所述防松螺母16焊接于所述杆部32，控制所述硬质垫片15距离所述第二中部通孔42顶部的垂直距离为0。
73.本发明一些实施例中，当所述第一弹性体112为所述第一高分子弹性体且所述第一高分子弹性体和所述第二高分子弹性体具有相同的组成材料，所述第一刚性体111、所述第一弹性体112、所述第二刚性体121、所述第二弹性体122和所述第三刚性体123一体成型。
74.虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。