[實(shí)用新型]一種列車車輪輻板降噪阻尼設(shè)備

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920266593.0
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN201520156U
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖新標(biāo);王超;李言義;崔大賓;金學(xué)松
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: B60B7/00
• 分類號: B60B7/00
• 代理公司: 成都博通專利事務(wù)所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種列車車輪降噪設(shè)備。

背景技術(shù)

隨著軌道交通的快速發(fā)展，輪軌噪聲成為軌道交通對環(huán)境影響的主要噪聲源。列車輪軌滾動(dòng)噪聲是由于軌道結(jié)構(gòu)鋼軌表面的短波不平順激發(fā)輪軌振動(dòng)進(jìn)而通過空氣傳播而產(chǎn)生的。伴隨大量城市軌道交通的建設(shè)，在某些小半徑曲線區(qū)段，車輪沿曲線鋼軌會(huì)產(chǎn)生局部的橫向滑動(dòng)，即所謂“卡滯-滑動(dòng)效應(yīng)”，并因此形成一種高音調(diào)的輪軌嘯叫聲，給沿線居民帶來嚴(yán)重的噪聲污染。

輪軌噪聲源主要由車輪和鋼軌兩大部分組成。其中車輪噪聲主要集中在輻板區(qū)域，降低鐵路車輪噪聲輻射有兩條途徑：一是根據(jù)聲學(xué)原理，通過車輪外形優(yōu)化設(shè)計(jì)降低車輪噪聲。此種方法有效，但受到力學(xué)設(shè)計(jì)的限制，并且須對已定型的車輪主體形狀進(jìn)行改變，其推廣應(yīng)用難度很大。二是在結(jié)構(gòu)上附加降噪裝置。如在幅板兩側(cè)安裝噪聲屏蔽板或在轉(zhuǎn)向架下方安裝隔聲裙對輪對進(jìn)行部份遮蓋，均能對噪聲起到一定的屏蔽作用，但并未降低車輪本身的振動(dòng)，其降噪效果有限；還有就是在車輪表面粘貼彈性阻尼約束層，通過降低車輪振動(dòng)來降低噪聲，也有一定的降噪效果，但車輪的高速旋轉(zhuǎn)和復(fù)雜惡劣的行車環(huán)境容易使阻尼約束結(jié)構(gòu)與車輪之間的粘貼層失效，發(fā)生剝離。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是提供一種列車車輪輻板降噪阻尼設(shè)備，該種屏蔽設(shè)備降噪效果好，不改變車輪主體形狀，推廣實(shí)施容易。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種列車車輪輻板降噪阻尼設(shè)備，其組成是：由至少兩個(gè)圓環(huán)形的金屬板和至少一個(gè)圓環(huán)形的粘彈性阻尼層交替粘結(jié)疊合構(gòu)成噪聲屏蔽板；噪聲屏蔽板的外周通過外安裝環(huán)螺紋固定在車輪的輪輞上，內(nèi)周則通過夾圈卡緊在輪轂及輪軸上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

一、由多塊圓環(huán)形的金屬板安裝在車輪輪輞和輪轂之間，將車輪輻射噪聲最主要的區(qū)域-輻板區(qū)域完全覆蓋住，從傳播路徑上阻礙噪聲向周圍空間的輻射。相鄰的兩金屬板之間的粘彈性阻尼層能夠傳遞結(jié)構(gòu)力，當(dāng)車輪在滾動(dòng)過程中發(fā)生振動(dòng)時(shí)，車輪輪輞與輪轂產(chǎn)生相對變形，帶動(dòng)粘彈性阻尼層兩側(cè)的金屬板相對運(yùn)動(dòng)，在粘彈性阻尼層形成周期性剪應(yīng)變，將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒄駝?dòng)能量，從而抑制屏蔽板及與其相連的車輪輪輞和車輪整體的振動(dòng)，明顯減少車輪的振動(dòng)噪聲輻射。總之，本實(shí)用新型既能從根本上抑制噪聲的產(chǎn)生，也能阻礙噪聲的傳播，其降噪效果好。

二、本實(shí)用新型的屏蔽設(shè)備僅由金屬板、粘彈阻尼層固定在車輪上構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝，方便實(shí)施；在單個(gè)車輪輻板兩側(cè)均安裝本實(shí)用新型的鋁制噪聲屏蔽板之后，車輪總重量僅增加4％左右，約13.0kg。

三、本實(shí)用新型是在車輪主體上附加屏蔽設(shè)備，對車輪主體的形狀和結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生實(shí)質(zhì)性改變，因此容易推廣實(shí)施。

理論計(jì)算表明：本實(shí)用新型的屏蔽設(shè)備的降低噪聲的有效頻率范圍100Hz～5000Hz。列車在300km/h下運(yùn)行時(shí)，對輪軌100Hz～5000Hz的車輪滾動(dòng)噪聲的總輻射聲功率有6～10dB(A)的顯著降低。

上述的噪聲屏蔽板的內(nèi)周與夾圈間還依次設(shè)有內(nèi)安裝環(huán)、彈性卡環(huán)和橡膠圈。

這樣，內(nèi)安裝環(huán)的使用使得噪聲屏蔽板內(nèi)周的強(qiáng)度增強(qiáng)，彈性卡環(huán)和橡膠圈則可使屏蔽板更牢固地固定在車輪上。

上述的粘彈性阻尼層的外徑小于外安裝環(huán)的內(nèi)徑，內(nèi)徑則大于內(nèi)安裝環(huán)的外徑；金屬板至少有四個(gè)，相鄰的金屬板一大一小交替，即大的金屬板的外徑等于外安裝環(huán)的外徑、內(nèi)徑小于內(nèi)安裝環(huán)的外徑；相鄰的另一金屬板則為小的金屬板，其外徑小于外安裝環(huán)的內(nèi)徑、內(nèi)徑等于內(nèi)安裝環(huán)的內(nèi)徑；相鄰的兩個(gè)大的金屬板外周間嵌合有大間隔片，相鄰的兩個(gè)小的金屬板內(nèi)周間嵌合有小間隔片。

這樣，形成了大金屬板的外周固定在車輪上，相鄰的兩大金屬板中部夾持兩層粘彈性阻尼層及一層小金屬板，而內(nèi)周一端自由；相反，小金屬板的內(nèi)周固定在車輪上，相鄰的兩小金屬板中部夾持兩層粘彈性阻尼層及一層大金屬板，外周一端自由；從而形成大金屬板的夾持層(小金屬板與兩層粘彈性阻尼層)與小金屬板的夾持層(大金屬板與兩層粘彈性阻尼層)相互交替，且可上(外周)、下(內(nèi)周)錯(cuò)動(dòng)的結(jié)構(gòu)，當(dāng)車輪運(yùn)行，輪輞發(fā)生變形，輪轂與輪輞發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)，大、小金屬板的夾持層之間相應(yīng)發(fā)生錯(cuò)動(dòng)，在粘彈性阻尼層形成更大的周期性剪應(yīng)變，更好地將機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏纳⒄駝?dòng)能量，從而更好地抑制屏蔽板及與其相連的車輪輪輞和車輪整體的振動(dòng)，并可方便地通過調(diào)節(jié)金屬板和阻尼層的層數(shù)及厚度以調(diào)節(jié)阻尼的大小。

上述的相鄰的兩個(gè)大的金屬板外周及其嵌合的大間隔片和外安裝環(huán)通過螺釘連接，相鄰的兩個(gè)小的金屬板內(nèi)周間及其嵌合的小間隔片和內(nèi)安裝環(huán)通過鉚釘鉚接。