一种质量可调型钢轨吸振器的制作方法

1.本发明涉及轨道降噪设备技术领域，特别涉及一种质量可调型钢轨吸振器。


背景技术：

2.随着城市地铁、轻轨等轨道交通工具的不断发展，极大地缓解了城市交通拥堵、环境污染等问题，与此同时铁路振动噪声问题也逐渐突显。为了降低列车运行时的轨道振动，人们采取了各种各样的治理措施，如采用钢轨打磨、轨下减振扣件、轨面润滑等。大量实践和研究表明，使用各种新型减振轨道后钢轨易出现严重的波磨等病害，轨面润滑可以改善钢轨表面波磨状态，但对行车安全存在一定隐患。钢轨阻尼器可以从源头上降低轮轨振动，目前针对钢轨减振降噪的动力吸振器已在轨道领域大量应用。
3.现有技术中，公开号cn201722566u、cn103343496b等专利在钢轨上安装动力吸振器，通过预先设计吸振器的质量或刚度，产生和钢轨的振动频率相适应的谐振频率，将轮轨主振系统的振动能量转移并耗散掉。但列车运行过程中，轮轴对钢轨的激励近似为不断变化的宽频激励，且并非固定不变，如钢轨打磨或轨道改造均会引起轮轨激励频率的改变。目前这种类型吸振器均为一次封装成型，失效后需整体拆除，且不能实现激励频率改变后的重复精确调频，这使得目前已有的钢轨调谐吸振器安装后往往不能实现二次调频，且存在现场更换操作繁琐复杂，钢轨降噪效果有限的问题，仍有极大的改进空间。
4.为了在钢轨调谐吸振器安装之后，能够实现二次调频；现有专利cn113417174a公开了一种钢轨减振装置，能够在钢轨振动固有频率发生改变时，对减振组件的阻尼块进行拆卸，然后对吸振腔内的阻尼材料进行调整(增加或减少颗粒质量)，使钢轨阻尼器的固有频率调整至于钢轨的特定振动频率一致。但该专利在进行二次调频过程中，需要将整个阻尼块从轨道系统中拆除下来，然后才能对该减振装置的固有频率进行调节，这无疑增大了钢轨吸振器在二次调频过程中的操作繁琐程度，不利于提高二次调频的工作效率。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明旨在提出一种质量可调型钢轨吸振器，以解决现有技术中存在的钢轨吸振器在二次调频过程中的操作较为繁琐，导致工作效率低下的问题。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
7.一种质量可调型钢轨吸振器，所述钢轨吸振器至少与轨道的轨底连接，所述钢轨吸振器包括弹性体、调节件，所述调节件以能够拆卸的方式与弹性体连接，通过调整、更换特定质量的调节件，利用调节件的特定质量大小来改变钢轨吸振器的谐振频率。
8.进一步的，所述弹性体中设置至少一个预制孔道，所述调节件以能够拆卸的方式与预制孔道连接。
9.进一步的，所述调节件包括调节螺栓，调节螺栓以螺纹连接的方式与预制孔道连接。
10.进一步的，所述调节螺栓包括实心螺栓和/或中空螺栓。
11.进一步的，所述中空螺栓内设置空腔，所述空腔内设置质量块和/或阻尼颗粒。
12.进一步的，所述预制孔道的孔深度大于或等于调节螺栓的长度。
13.进一步的，所述调节件包括质量块和/或阻尼颗粒，所述质量块和/或阻尼颗粒被设置在预制孔道内部。
14.进一步的，所述弹性体的阻尼损耗因子范围为0.03～0.5。
15.进一步的，所述预制孔道至少包括第一孔道、第二孔道，所述第一孔道与第二孔道之间相互独立设置，或者第一孔道与第二孔道连通。
16.进一步的，所述弹性体与轨底的至少部分结构贴合。
17.相对于现有技术，本发明所述的一种质量可调型钢轨吸振器具有以下优势：
18.本发明所述的一种质量可调型钢轨吸振器，通过调整、更换特定质量的调节件，利用调节件的特定质量大小来改变钢轨吸振器的谐振频率，实现钢轨吸振器的二次调频，从而有效降低轮轨振动及辐射噪声。同时，在施工现场调整阻尼器参数时，无需对整个钢轨吸振器进行大拆大改，只需替换特定质量的调节件即可，操作简单便捷、即装即用，极大地提高了二次调频的工作效率，不仅操作简单便捷，而且有利于确保钢轨吸振器调频的精准程度。
附图说明
19.构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
20.图1为本发明实施例所述的一种质量可调型钢轨吸振器在轨道系统中的轴测图；
21.图2为本发明实施例所述的一种质量可调型钢轨吸振器在轨道系统中另一视角下的结构示意图；
22.图3为本发明实施例所述的一种质量可调型钢轨吸振器中弹性体的截面示意图。
23.附图标记说明：
24.1、轨道；11、轨底；12、轨腰；2、弹性体；21、预制孔道；211、第一孔道；212、第二孔道；22、调节件；23、调节螺栓；24、中空螺栓；241、空腔；25、质量块；26、阻尼颗粒。
具体实施方式
25.下文将使用本领域技术人员向本领域的其它技术人员传达他们工作的实质所通常使用的术语来描述本公开的发明概念。然而，这些发明概念可体现为许多不同的形式，因而不应视为限于本文中所述的实施例。
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
27.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
28.在现有技术中，钢轨调谐吸振器安装后往往不能实现二次调频，且存在现场更换操作繁琐复杂，钢轨降噪效果有限的问题，仍有极大的改进空间。同时对于现有的能够进行二次调频的钢轨吸振器，其二次调频过程中往往存在操作繁琐复杂的问题，不利于提高二次调频的工作效率
29.为了解决现有技术中钢轨吸振器在二次调频过程中的操作较为繁琐，导致工作效
率低下的问题，本实施例提出一种质量可调型钢轨吸振器，如附图1-3所示，在常规的轨道系统中，所述钢轨吸振器被设置在任意相邻的两个轨枕之间，所述钢轨吸振器至少与轨道1的轨底11连接。所述钢轨吸振器包括弹性体2、调节件22，所述调节件22以能够拆卸的方式与弹性体2连接，通过调整、更换特定质量的调节件22，利用调节件22的特定质量大小来改变钢轨吸振器的谐振频率，实现钢轨吸振器的二次调频，从而有效降低轮轨振动及辐射噪声。同时，在施工现场调整阻尼器参数时，无需对整个钢轨吸振器进行大拆大改，只需替换特定质量的调节件22即可，操作简单便捷、即装即用，极大地提高了二次调频的工作效率，不仅操作简单便捷，而且有利于确保钢轨吸振器调频的精准程度。
30.针对钢轨吸振器而言，弹性体2与每个调节件22之间形成弹簧质量系统，包括多阶谐振频率，对于任意阶谐振频率ω而言，与弹性体2的等效模态刚度k、等效模态质量m的关系为：
[0031][0032]
所述弹性体2可以采用现有的钢轨吸振器在轨道系统中的安装方式进行安装使用。在本技术中，所述弹性体2与轨底11的至少部分结构紧密贴合，具体的，轨道1固定于轨道扣件(未图示)之间，在相邻近的两个扣件之间，将弹性体2粘接在轨底11上，或者使用弹性夹子将弹性体2固定在轨底11上。当然，结合常规的钢轨结构，本技术中的弹性体2可以与轨道1的轨腰12直接贴合，也可以在弹性体2、轨腰12之间设置减摩减振结构。相应的，在轨道1的同一位置处的两侧各设置一个弹性体2，相对的两个弹性体2结构完全相同或互为镜像。
[0033]
对于弹性体2的具体结构，如附图3所示，所述弹性体2中设置至少一个预制孔道21，所述调节件22以能够拆卸的方式与预制孔道21连接。优选的，所述调节件22包括调节螺栓23，调节螺栓23以螺纹连接的方式与预制孔道21连接，从而在对钢轨吸振器进行二次调频时，无需对弹性体2进行整体拆卸，仅需在确保螺纹关系的基础上，将调节螺栓23从预制孔道21中旋出拆下，调整为特定质量的调节螺栓23即可，不仅操作简单便捷、即装即用，而且有利于确保钢轨吸振器调频的精准程度。
[0034]
在弹性体2中，所述预制孔道21的设置个数、延伸方向均可以根据实际情况进行调整，例如附图3中所示，预制孔道21的个数为多个，任意两个预制孔道21之间可以连通或隔断，对应形成贯通的孔道或单独的孔道结构，任意一个预制孔道21可以为水平延伸，或竖直延伸，当然也可以将预制孔道21设置为沿倾斜方向延伸，不进行赘述。当然，若弹性体2中仅设置一个孔道结构，则所述预制孔道21便可以单独指示为这一个单独的孔道结构。如果在多个孔道结构的实施方式下，也可以将预制孔道21视为多个孔道结构的总称。在本技术中，所述预制孔道21至少包括第一孔道211、第二孔道212，所述第一孔道211与第二孔道212之间相互独立设置，或者所述第一孔道211与第二孔道212连通；相应的，所述预制孔道21还可以包括单独的孔道结构。
[0035]
对于调节螺栓23而言，可以为常规的实心螺栓，也可以为中空螺栓24，即所述调节螺栓23包括实心螺栓和/或中空螺栓24，所述中空螺栓24内设置空腔241，所述空腔241内设置质量块25和/或阻尼颗粒26，从而使得中空螺栓24不仅能够保留简单便捷的拆装方式，而且能够形成质量调谐吸振器和/或颗粒阻尼器，有利于提高钢轨吸振器的阻尼减振性能。
[0036]
对于任一个预制孔道21结构而言，在孔径固定的基础上，所述预制孔道21的孔深度大于或等于调节螺栓23的长度。若预制孔道21的孔深度等于调节螺栓23的长度，直接装配即可；若预制孔道21的孔深度大于调节螺栓23的长度，所述预制孔道21内裕出的空间结构内可以设置质量块25和/或阻尼颗粒26，从而能够在安装调节螺栓23后，能够形成质量调谐吸振器和/或颗粒阻尼器，有利于提高钢轨吸振器的阻尼减振性能。对于预制孔道21的孔深度、以及对应的调节螺栓23长度，均可以根据设计需要预先计算确定。
[0037]
在此基础上，所述调节件22还包括质量块25和/或阻尼颗粒26，所述质量块25和/或阻尼颗粒26被设置在预制孔道21内部。具体是指，通过设置在中空螺栓24的空腔241、或预制孔道21内裕出的空间结构中，并设置特定质量的质量块25和/或阻尼颗粒26，形成质量调谐吸振器和/或颗粒阻尼器，以改变钢轨吸振器的谐振频率，实现钢轨吸振器的二次调频。这不仅有利于提高钢轨吸振器的阻尼减振性能，而且能够针对实际轨道系统的需求，来确定形成质量调谐吸振器和/或颗粒阻尼器，使得本技术中的钢轨吸振器能够满足不同应用场景的应用要求，有利于提高钢轨吸振器的应用通配性能。
[0038]
此外，所述质量块25可以为实心体，当然，所述质量块25的内部也可以设置腔体，所述腔体内设置阻尼颗粒26，使得质量块25也可以作为颗粒阻尼器来使用。
[0039]
对于质量不同的质量块25而言，根据实际需要可以选用不同密度的材料制成，例如采用不同密度的常规金属材料和/或常规非金属材料等，具体如铁、铅、钢材、橡胶、塑料、石料、混凝土等常规材料，甚至将常规金属材料与常规非金属材料混用等。
[0040]
所述弹性体2采用高阻尼粘弹性材料，其阻尼损耗因子范围为0.03～0.5，从而有利于提高钢轨吸振器的阻尼减振性能。优选的，在确保阻尼损耗因子的前提下，所述弹性体2采用橡胶或聚氨酯等高阻尼粘弹性材料。
[0041]
以附图3为例，在钢轨吸振器的实际使用过程中，根据钢轨减振降噪设计方案，若轮轨激励为宽频随机激励，则将本技术的钢轨吸振器制成颗粒阻尼器，在第二孔道212中灌装阻尼颗粒26，灌装结束后使用螺栓封闭全部孔道，在需要改变颗粒阻尼器中的质量时，打开第一孔道211封口处的螺栓，排出特定量的阻尼颗粒26，再使用螺栓封闭第一孔道211即可。若轮轨激励主要为单一或多个频段激励，则将本技术的钢轨吸振器制成质量调谐吸振器，在预制孔道21中加装质量块25，装入后使用螺栓封闭全部孔道，在需要改变调谐吸振器的质量时，打开预制孔道21封口处的螺栓，替换不同质量的质量块25，再使用螺栓封闭全部孔道。
[0042]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。