用于軌道交通浮置板道床隔振系統(tǒng)的橡膠隔振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及減振降噪技術(shù)，尤其涉及一種用于軌道交通浮置板道床隔振系統(tǒng)的橡膠隔振器。
【背景技術(shù)】
[0002]目前城市軌道交通行業(yè)的減振降噪手段中，由于浮置板道床隔振系統(tǒng)的隔振效果最為理想，適用于需要較高減振要求的高等或特殊減振地段，如醫(yī)院、音樂廳、博物館和精密儀器實(shí)驗(yàn)室等，在軌道交通振動(dòng)噪聲控制方面得到了廣泛應(yīng)用。浮置板道床隔振系統(tǒng)中起隔振效果的核心部件是道床板下的彈性元件，一方面起到支承道床承受軌道結(jié)構(gòu)靜載和列車動(dòng)載的作用，另一方面起到隔離輪軌相互作用產(chǎn)生的振動(dòng)向基礎(chǔ)傳遞的作用。目前國內(nèi)外軌道交通浮置板道床隔振系統(tǒng)的彈性元件主要分為三種:橡膠墊、鋼彈簧和復(fù)合鋼彈黃。
[0003]橡膠墊浮置板是在道床板底部和側(cè)面鋪設(shè)一定厚度的橡膠墊板，利用橡膠承載后壓縮變形，達(dá)到隔振的目的。按照鋪設(shè)方式分為點(diǎn)狀、線狀和面狀。例如美國華盛頓快速軌道交通在環(huán)境敏感地段采用橡膠墊浮置板，設(shè)計(jì)固有頻率為14?16Hz，隔振效果約13dB，但由于養(yǎng)護(hù)維修較困難，后來進(jìn)行了改進(jìn)。法國皮卡迪利至倫敦機(jī)場的延伸線在通過居民區(qū)地段鋪設(shè)有碴橡膠墊浮置板軌道，取得一定的振動(dòng)控制效果。我國于上世紀(jì)九十年代在廣州I號(hào)線地下線隧道區(qū)間應(yīng)用橡膠墊浮置板軌道，設(shè)計(jì)隔振效果為10?15dB，2003年開通的香港西部鐵路高架橋地段鋪設(shè)橡膠墊浮置板軌道。橡膠墊浮置板在軌道交通振動(dòng)控制方面雖然取得一定成效，但由于橡膠墊浮置板施工復(fù)雜，同時(shí)橡膠墊設(shè)置在道床板底部，無法更換和養(yǎng)護(hù)維修，而且橡膠墊受力后主要產(chǎn)生壓縮變形，隔振效果較低。同時(shí)，由于橡膠材料在長期往復(fù)疲勞載荷作用下，使用壽命較低，無法達(dá)到與金屬材料相同的使用壽命，需要經(jīng)常更換，維護(hù)成本較高，因此失去了廣泛應(yīng)用的價(jià)值。
[0004]鋼彈簧浮置板是將螺旋鋼彈簧和阻尼液封裝在密封的殼體內(nèi)組成鋼彈簧隔振器，將鋼彈簧隔振器安裝于浮置板底部，通過預(yù)制外套筒與隔振器聯(lián)接，隔振器承載時(shí)鋼彈簧產(chǎn)生彈性壓縮變形，內(nèi)部阻尼液消耗振動(dòng)能量，從而起到隔離振動(dòng)傳遞的作用。因施工及養(yǎng)護(hù)維修便捷，對(duì)浮置板厚度要求較低，結(jié)構(gòu)安全系數(shù)高，減振效果明顯，是目前國內(nèi)外城市軌道交通應(yīng)用較廣的高等減振產(chǎn)品。最早應(yīng)用鋼彈簧浮置板技術(shù)的是聯(lián)邦德國，上世紀(jì)九十年代柏林地鐵和科隆地鐵在環(huán)境敏感地段采用鋼彈簧浮置板道床，因其良好的減振性能，先后在美國、英國、韓國、加拿大、新加坡等國家應(yīng)用。我國最早應(yīng)用鋼彈簧浮置板技術(shù)起始于2000年，工程實(shí)例為北京地鐵13號(hào)線，在西直門高架車站采用側(cè)置式鋼彈簧浮置板。截至目前為止城市軌道交通應(yīng)用內(nèi)置式鋼彈簧浮置板總里程約為100余鋪軌里程。但由于鋼彈簧阻尼小，需另外加裝阻尼材料，因此體積較大，占用道床空間。鋼彈簧存在較明顯的駐波效應(yīng)，對(duì)于高頻激勵(lì)隔振效果較差。鋼彈簧結(jié)構(gòu)尺寸確定后，性能參數(shù)無法改變，剛度變化地段只能通過改變隔振器間隔實(shí)現(xiàn)過渡。鋼彈簧浮置板軌道結(jié)構(gòu)造價(jià)昂貴，目前僅在列車下穿建筑物地段及特殊減振的地段使用，且產(chǎn)品良秀不齊，引起惡性競爭，部分隔振器進(jìn)水銹蝕失效及阻尼外泄，制約了鋼彈簧浮置板軌道減振產(chǎn)品的正常使用，直接影響到城市軌道交通沿線的環(huán)境質(zhì)量。
[0005]復(fù)合鋼彈簧浮置板是采用螺旋鋼彈簧和橡膠硫化而成復(fù)合彈性支座，鋼彈簧表面粘結(jié)橡膠，稱為復(fù)合鋼彈簧隔振器。與鋼彈簧浮置板類似，復(fù)合鋼彈簧隔振器安裝于浮置板底部，通過預(yù)制外套筒與隔振器聯(lián)接，承載時(shí)鋼彈簧產(chǎn)生彈性壓縮變形，橡膠部分消耗振動(dòng)能量，從而起到隔離振動(dòng)傳遞的作用。采用復(fù)合鋼彈簧隔振器的浮置板僅在上海軌道交通9號(hào)線、2號(hào)線、7號(hào)線、10號(hào)線等部分地段試驗(yàn)應(yīng)用。因復(fù)合鋼彈簧隔振器承載時(shí)由于鋼彈簧與橡膠剛度差異較大，導(dǎo)致變形不同步，固有頻率較密集，容易引發(fā)系統(tǒng)共振，隔振效果較差，且其加工工藝及技術(shù)水平未被業(yè)內(nèi)認(rèn)可，因此僅局限于上海軌道交通試驗(yàn)段范圍內(nèi)使用，至今已銷聲匿跡。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于軌道交通浮置板道床隔振系統(tǒng)的橡膠隔振器，其承載能力強(qiáng)，抗疲勞性能好，具有良好的隔振性能，能夠?qū)崿F(xiàn)垂向限位和徑向限位，并且結(jié)構(gòu)簡單，便于制造和安裝維護(hù)。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0008]用于軌道交通浮置板道床隔振系統(tǒng)的橡膠隔振器，包括上蓋板、上鐵件、橡膠件、下鐵件、下座板、鐵芯、限位螺栓和鎖緊螺塞；上蓋板、上鐵件、橡膠件、下鐵件和下座板順序相連，其中，上蓋板與上鐵件可拆卸地相連，上鐵件及下鐵件與橡膠件硫化成一體，下座板與下鐵件可拆卸地相連；鐵芯設(shè)置在橡膠件內(nèi)并與橡膠件硫化成一體，限位螺栓依次穿過上蓋板、上鐵件、橡膠件和下鐵件，并與上蓋板螺紋連接，鎖緊螺塞與上蓋板螺紋連接，并抵接限位螺栓的頂面。
[0009]上述的橡膠隔振器，其中，上蓋板包括上蓋板本體和由上蓋板本體的邊緣沿徑向向外延伸的三個(gè)伸出爪，上蓋板本體呈圓盤狀，該上蓋板本體與上鐵件通過止口定位；上蓋板本體的中間設(shè)有螺紋通孔，限位螺栓及鎖緊螺塞均與該螺紋通孔螺紋連接。
[0010]上述的橡膠隔振器，其中，上鐵件為中空的圓柱體結(jié)構(gòu)件，上鐵件的上部形成圓柱形空腔，上鐵件的下部形成圓錐形空腔。
[0011]上述的橡膠隔振器，其中，橡膠件呈截頭圓錐形，該截頭圓錐形橡膠件具有水平的底面，截頭圓錐形橡膠件的外側(cè)面與上鐵件的圓錐形空腔的側(cè)壁硫化連接；鐵芯具有與橡膠件相似的截頭圓錐形結(jié)構(gòu)，并將橡膠件分隔為厚度相等的內(nèi)外兩層。
[0012]上述的橡膠隔振器，其中，下鐵件包括中空的下鐵件本體和從下鐵件本體的下端水平地向外延伸的環(huán)形接合部；下鐵件本體呈截頭圓錐形，下鐵件本體包括一頂板，頂板具有一供限位螺栓穿過的中心通孔，環(huán)形接合部的底面與下座板通過止口定位；下鐵件本體的外側(cè)面以及環(huán)形接合部的至少一部分上表面與橡膠件硫化連接。
[0013]上述的橡膠隔振器，其中，下座板為圓盤狀，下座板的上表面中間設(shè)有向上凸出的限位凸臺(tái)，該限位凸臺(tái)正對(duì)限位螺栓，限位凸臺(tái)下方設(shè)有向下開口的定位孔。
[0014]上述的橡膠隔振器，其中，所述限位螺栓的上部設(shè)有螺紋段，下部設(shè)有硫化段；螺紋段的頂面中間設(shè)有與內(nèi)六角扳手相配合的六角孔，硫化段硫化有一層橡膠層。
[0015]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn):
[0016]1、由于在橡膠件內(nèi)設(shè)有硫化鐵芯，提高了橡膠隔振器各個(gè)方向的剛度和強(qiáng)度，進(jìn)一步提高了承載能力和抗疲勞性能。通過疲勞試驗(yàn)驗(yàn)證，本實(shí)用新型的橡膠隔振器可以承受連續(xù)500萬次以上的大載荷往復(fù)疲勞試驗(yàn)，試驗(yàn)后橡膠隔振器外觀完好，橡膠隔振器各項(xiàng)性能參數(shù)沒有明顯變化；
[0017]2、采用橡膠隔振器自帶的限位螺栓，在橡膠隔振器承受垂向突發(fā)大載荷時(shí)，起到垂向限位保護(hù)的作用。同時(shí)利用限位螺栓與下鐵件的頂板的中心孔的間隙，在橡膠隔振器承受徑向突發(fā)大載荷時(shí)，起到徑向限位保護(hù)的作用；
[0018]3、由于限位螺栓可以從橡膠隔振器上部安裝和拆卸，因此在橡膠隔振器安裝狀態(tài)下，將限位螺栓從上蓋板旋出后，可以將量具從上蓋板中心的螺紋通孔插入隔振器內(nèi)部，直達(dá)下座板中心的限位凸臺(tái)，從而可以方便地測(cè)量橡膠隔振器在承載狀態(tài)下的變形量；
[0019]4、上蓋板和下座板設(shè)計(jì)成可拆卸結(jié)構(gòu)，在橡膠隔振器硫化加工時(shí)只需硫化上下鐵件和橡膠件，簡化了硫化模具結(jié)構(gòu)，降低了生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效率，便于橡膠隔振器的批量化生產(chǎn)。橡膠隔振器通過外套筒與道床板連接，通過專用工裝可以方便地將橡膠隔振器進(jìn)行安裝和更換操作，便于軌道結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)和維修；
[0020]5、由于本實(shí)用新型中的橡膠件為截頭圓錐形結(jié)構(gòu)形式，并且在底部變?yōu)樗浇Y(jié)構(gòu)，在承受載荷時(shí)橡膠件圓錐部分產(chǎn)生剪切壓縮變形，可以提供理想的隔振效果，水平結(jié)構(gòu)部分產(chǎn)生純壓縮變形，可以提高橡膠隔振器的承載能力，以及抗疲勞性能；
[0021]6、由于橡膠件采用截頭圓錐形結(jié)構(gòu)，使得橡膠隔振器徑向剛度較大，通過合理設(shè)置圓錐的角度，可以使橡膠隔振器實(shí)現(xiàn)各向等剛度，甚至徑向剛度大于垂向剛度，使得浮置板無需設(shè)置橫向限位裝置，降低裝置的復(fù)雜性和空間尺寸，保證裝置可靠實(shí)用；
[0022]7、橡膠隔振器中的橡膠材料本身具有阻尼特性，且阻尼大小可利用配方進(jìn)行調(diào)整，不需另外設(shè)置阻尼機(jī)構(gòu)，且自帶限位裝置，因此橡膠隔振器結(jié)構(gòu)輕巧占用空間小。在不改變橡膠隔振器結(jié)構(gòu)的前提下，通過調(diào)整橡膠配方即可實(shí)現(xiàn)剛度的變化。橡膠隔振器不存在駐波效應(yīng)，中高頻減振效果同樣理想。橡膠材料防水性能較好，長期浸泡不會(huì)發(fā)生腐蝕。橡膠材料價(jià)格低廉，橡膠隔振器造價(jià)成本低。
【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型橡膠隔振器一個(gè)實(shí)施例的主視圖。
[0024]圖2是圖1的A - A向剖視圖。
[0025]圖3是圖1的俯視圖。
[0026]圖4是本實(shí)用新型的上鐵件的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5是本實(shí)用新型的下鐵件的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]參見圖1，配合參見圖2、圖3，本實(shí)用新型用于軌道交通浮置板道床隔振系統(tǒng)的橡膠隔振器，包括順序相連的上蓋板1、上鐵件2、橡膠件3、下鐵件4和下座板5，以及鐵芯6、限位螺栓7和鎖緊螺塞8 ;鐵芯6設(shè)置在橡膠件3內(nèi)并與橡膠件硫化成一體，限位螺栓7依次穿過上蓋板1、上鐵件2、橡膠件3和下鐵件4，并與上蓋板I螺紋連接，鎖緊螺塞8與上蓋板螺紋連接，并抵接限位螺栓7的頂面，將限位螺栓鎖緊。上蓋板I與上鐵件2通過螺栓9可拆卸相連，上鐵件2、下鐵件4與橡膠件3硫化成一體，下座板5與下鐵件4通過螺栓10可拆卸相連。
[0029]本實(shí)用新型的橡膠隔振器設(shè)置在與軌道交通浮置板道床隔振系統(tǒng)的浮置板相連的外套筒內(nèi)。上蓋板I包括上蓋板本體12和由上蓋板本體12的邊緣沿徑向向外延伸的三個(gè)伸出爪11，上蓋板本體12呈圓盤狀。上蓋板I起到連接隔振系統(tǒng)的外套筒和隔振器本體，傳遞外部載荷的作用。上蓋板的三個(gè)伸出爪11與外套筒接觸連接，可采用螺栓連接，也可不采用螺栓，利用自身承受載荷連接