专利名称：高效能减振垫板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种减振用的弹性垫板，具体的说涉及一种在轨道交通中与扣件系统配套使用的高效能减振垫板。
背景技术：
目前在轨道交通轨道结构中与扣件系统配套使用的减振垫板种类繁多，有高弹圆点的、沟槽结构的、棱台结构的等多种品种，提供弹性的模式有的用压缩形变提供弹性，有的用挠曲形变提供弹性，这些垫板的固有频率在10-20HZ之间，阻尼比在0. 05-0. 1之间，动 /静刚度比在1. 40-1. 60之间，减振效果在7-8分贝以下。由于现有减振垫板的固有频率较高，动/静刚度比较大，减振效果不十分理想，力口之这些减振垫板在使用过程中，由于垂向动态力的作用结果，水平方向形变量较大，使垫板长和宽的尺寸增大，导致影响扣件系统的使用性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效能减振垫板，以克服现有减振垫板动/静刚度比大、固有频率偏高和使用过程中尺寸稳定性差的缺点，从而进一步提高减振效果。为了达到上述目的，本发明突破了现有减振垫板的结构框架，另辟蹊径，通过新型结构模式的设计，首次将拉伸形变提供弹性的力学结构作为重要组成，结合挠曲、剪切和压缩形变的综合效应，以充分利用原料高拉伸强度和高模量的特点，使高效能减振垫板具有优异的动态弹性，固有频率(在8Hz左右)和动静刚度比(在1. 2左右)远低于现有减振垫板，阻尼因子在0. 20左右，且在动态力的作用下，垫板的几何尺寸变化很小，可保障扣件系统的综合使用性能，以达到更好的减振效果。本发明提供的高效能减振垫板的结构特征是在垫板的上、下两面一体形成有许多凸出的上表面为对称四边形的空心棱台，每四个空心棱台围成一个倒置棱台型凹形，且在每个凹坑的中心底平面上一体形成一个上表面亦为对称四边形棱台或棱柱，上、下两面相互错位。实体棱台的上表面高于空心棱台，其高度差为Ah，前、后、左、右四个相邻的空心棱台围绕着一个实体棱台，每个实体棱台与相邻的四个空心棱台的四个侧面组成一个基本结构单元。实体棱台的上表面为第一承载面，构成基本承载结构；空心棱台的上表面为第二承载面，构成附加承载结构。整块垫板由数多个基本结构单元组成，结构单元间相互牵制，相互制约，协同动作，使垫板在垂向载荷的作用下，横向形变量很小，长、宽尺寸稳定，可保障扣件系统的功能。由于高效能减振垫板存在着两种承载结构，故具有双刚度的特点，在正常工作条件下由基本承载结构承载，在动态力的作用下，垫板上、下两面的实体棱台作相对往复运动，Ah发生周期性的变化，随之带动与之相连的四个空心棱台的四个侧面发生周期性的拉伸、挠曲、剪切和适量的压缩形变，提供大的动态垂向形变振幅，使工作系统的刚度处于动力学优化设计所期望的数值，以保持轨道支撑点具有设计要求的刚度，达到更好的减振效果 ο当遇到偶发情况，垫板所受垂向力突然增大，超过安全域值(垫板在垂向载荷作用下，Ah = 0时的载荷称为安全域值)时，则可自动由基本承载结构转成附加承载结构承载，这时主要利用压缩形变提供弹性，轨道支撑点的刚度会自动非线性增加，可增加到设计刚度的2-3倍，从而可保障行车和扣件系统的安全，因此高效能减振垫板不仅适用于直线路段，亦适用于弯道线路的路段，扩大了垫板的应用范围。高效能垫板的各种设计刚度可通过改变空心棱台的高度、侧面的厚度和斜度来达到；安全域值的大小可通过改变Ah的数值来变化；承载能力可通过棱台上表面积的变化或改变所用原料的模量进行调整。因为高效能减振垫板具有独特的结构，能够利用拉伸、挠曲、剪切和适量的压缩形变等综合效应提供弹性，且每种形变量均在所用材料的弹性形变范围之内，并能从结构上保证垫板承力面所受的轨道正常运行时产生的压强值小于所用材料的疲劳极限值，从而使高效能减振垫板具有如下特点·低固有频率，低动/静刚度比，高动态弹性，高减振效果。·具有适当的阻尼，避免列车通过共振区时产生过激的振动。·具有双刚度的特点，可保障安全。·耐疲劳，可减少轨道的维护、维修量。·使用过程中垫板的几何尺寸变化率小。·绿色环保，失效后可回收再利用。
图1为本专利结构的剖面2为剖面图的局部放大图
具体实施例方式本专利所采用的原料为热塑性高性能聚酯弹性体复配料，可由生产厂家购得现成产品，本专利只是将上述原料用注塑的方法在模具中一次注射成型，加工成预定结构的产品。本产品的生产设备没有特殊要求，公知的设备即可。请参看图1，为本专利结构的剖面图，在垫板的上、下两面一体形成空心棱台a和实体棱台b，其上、下两面相互错位，四个空心棱台围绕着一个实体棱台。请参看图2，为剖面图的局部放大图，实体棱台b的上表面高于空心棱台a的上表面，其高度差为Ah，改变Ah的大小，可以调整安全域值至预期的荷载；调整空心棱台a的高度h、侧面的厚度d和侧面的斜度Z α可使垫板的刚度达到预期的各种设计值。
权利要求
1.一种高效能减振垫板，其特征是在本体的上、下两面一体形成有不规则体。
2.根据权利要求1所述的高效能减振垫板，其特征是所述不规则体为凸出的、上表面为对称四边形的空心棱台，每前、后、左、右四个空心棱台围成一个倒置棱台形凹坑，上下两面相互错位。
3.根据权利要求2所述的高效能减振垫板，其特征是在所述倒置棱台形凹坑的中心低平面上一体形成有上表面亦为对称四边形的实体棱台或棱柱，其上表面高于空心棱台的上表面。
全文摘要
一种高性能减振垫板，具有独特的结构，可使垫板具有两种承载模式，即基本承载模式和附加承载模式。当垫板受到动态载荷作用时，基本承载模式承载，垫板能够利用拉伸、剪切、挠曲和适量的压缩形变等综合效应提供弹性，固有频率低，动/静刚度比小，具有适当的阻尼，动态弹性好。当遇到偶发情况，动态垂向载荷倜然增大，超过安全域值时，可自动转入附加承载模式承载，支撑点刚度自动非线性增加，其增量可达原刚度的2-3倍，从而更增加了安全可靠性。高性能减振垫板既可以用于轨道交通的直线路段，又可以用在弯道路段。
文档编号E01B9/68GK102454139SQ20101052838
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者李凯, 杨秉新, 章其忠 申请人:北京中科用通减振技术有限公司