U型橡膠減振器的製作方法

2023-12-02 20:36:12 3

本實用新型涉及一種減振裝置，特別是涉及一種用於內燃機動車組的減振裝置。

背景技術：

內燃機動車組上的輔助電機組一般安裝在車體底架下，動車組高速運行過程中，車輛剎車和制動都會對車體產生作用，使車體發生振動，除此之外，車輛輪對的磨耗、軌道線路不平整性等也都會引起車體振動。目前內燃機動車組的輔助電機組通過金屬螺栓將其連接到車體框架。這種連接方式屬於硬連接。採用金屬螺栓連接的缺點是：金屬螺栓為剛性材料，其對車體振動及其衝擊作用沒有任何減振作用，並能夠通過金屬螺栓將衝擊載荷傳遞到車下設備，導致車下設備受到振動、衝擊作用而造成安全隱患。

技術實現要素：

本實用新型要解決的技術問題是提供一種U型橡膠減振器，其能夠隔離車輛運行時對輔助電機組產生的振動，防止衝擊載荷對輔助電機組造成影響，從而保證輔助電機組安全可靠運行。

本實用新型U型橡膠減振器，包括上金屬骨架和下金屬骨架，所述上金屬骨架布置在下金屬骨架的上方，所述上金屬骨架和下金屬骨架均為條形結構，所述上金屬骨架的橫截面呈倒U型，所述下金屬骨架的橫截面呈U型，所述上金屬骨架與下金屬骨架通過橡膠粘接，所述上金屬骨架的頂面設有螺紋孔，所述下金屬骨架的底面也設有螺紋孔。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述上金屬骨架的寬度小於下金屬骨架的寬度，所述上金屬骨架位於下金屬骨架的正上方，所述橡膠從下金屬骨架的頂面延伸覆蓋至上金屬骨架的底面以及相對兩個側面上。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述橡膠上設有通孔，所述通孔沿上下金屬骨架的長度方向布置。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述通孔為長圓通孔，所述通孔設為4個。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述上金屬骨架的底面設有長條形的下凸塊，所述下凸塊沿上金屬骨架的長度方向布置，所述下金屬骨架的頂面設有長條形的上凸塊，所述上凸塊沿下金屬骨架的長度方向布置。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述上金屬骨架與下凸塊為一體成型結構，所述下金屬骨架與上凸塊也為一體成型結構。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述上金屬骨架的材料為Q235鋼、45號鋼或球墨鑄鐵，所述下金屬骨架的材料為Q235鋼、45號鋼或球墨鑄鐵。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述橡膠橫截面的上自由面形狀為S形樣條曲線。

本實用新型U型橡膠減振器與現有技術不同之處在於本實用新型中的上金屬骨架與下金屬骨架之間通過橡膠粘接，橡膠材料為不可壓縮型材料，其壓縮量很大，因此其壓縮承載能力很強，由於上金屬骨架的橫截面為倒U型，下金屬骨架的橫截面為U型，此種結構特點，使得橡膠在承載時的受力方式為壓縮剪切型，故具有較大的垂向承載能力，隔振效果好，其能夠隔離車輛運行時對輔助電機組產生的振動，防止衝擊載荷對輔助電機組造成影響，從而保證輔助電機組安全可靠運行。

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

附圖說明

圖1為本實用新型U型橡膠減振器的主視圖；

圖2為本實用新型U型橡膠減振器的俯視圖；

圖3為本實用新型U型橡膠減振器中的上金屬骨架的主視圖；

圖4為本實用新型U型橡膠減振器中的上金屬骨架的俯視圖；

圖5為本實用新型U型橡膠減振器中的下金屬骨架的主視圖；

圖6為本實用新型U型橡膠減振器中的下金屬骨架的俯視圖；

圖7為本實用新型U型橡膠減振器的立體圖；

圖8為線性單自由度體系模型圖；

圖9為振動傳遞率與振動頻率比的關係圖。

具體實施方式

如圖1所示，並參照圖2-7所示，本實用新型U型橡膠減振器包括上金屬骨架1和下金屬骨架2，所述上金屬骨架1布置在下金屬骨架2的上方，所述上金屬骨架1和下金屬骨架2均為條形結構，所述上金屬骨架1的橫截面呈倒U型，所述下金屬骨架2的橫截面呈U型，所述上金屬骨架1與下金屬骨架2通過橡膠3粘接，所述上金屬骨架1的頂面設有螺紋孔，所述下金屬骨架2的底面也設有螺紋孔。上金屬骨架1與下金屬骨架2之間完全被橡膠3隔開，即上、下金屬骨架1、2之間不接觸，橡膠3粘接的方式為硫化粘接。

上金屬骨架1的長度為70㎜，寬度為60㎜。下金屬骨架2的長度為70㎜，寬度為100㎜。上下金屬骨架1、2上的螺紋孔用於設備連接，其直徑均為M16。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述上金屬骨架1的寬度小於下金屬骨架2的寬度，所述上金屬骨架1位於下金屬骨架2的正上方，所述橡膠3從下金屬骨架2的頂面延伸覆蓋至上金屬骨架1的底面以及相對兩個側面上。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述橡膠3上設有通孔4，所述通孔4沿上下金屬骨架1、2的長度方向布置。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述通孔4為長圓通孔，所述通孔4設為4個。通過調整通孔4的大小及位置可以調整U型橡膠減振器的剛度，同時通孔4提供橡膠3變形空間，有利於橡膠3應力分布均勻，提高U型橡膠減振器的使用壽命。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述上金屬骨架1的底面設有長條形的下凸塊5，所述下凸塊5沿上金屬骨架1的長度方向布置，所述下金屬骨架2的頂面設有長條形的上凸塊6，所述上凸塊6沿下金屬骨架2的長度方向布置。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述上金屬骨架1與下凸塊5為一體成型結構，所述下金屬骨架2與上凸塊6也為一體成型結構。所述上金屬骨架1的材料為Q235鋼、45號鋼或球墨鑄鐵，所述下金屬骨架2的材料為Q235鋼、45號鋼或球墨鑄鐵。

本實用新型U型橡膠減振器，其中所述橡膠3橫截面的上自由面形狀為S形樣條曲線，連接上下金屬骨架1、2。

本實用新型U型橡膠減振器的減振原理如下：

U型橡膠減振器的減振力學模型可簡化為單自由度線性阻尼-彈簧質量系統，如圖8所示。

圖8中，系統質量為m、剛度為Kd、系統阻尼係數為C；U型橡膠減振器構成的線性單自由度體系，當系統受Ze＝Z0ejwt的簡諧支撐激振時，其運動方程可表示為：

以u＝z-ze代入上式可得：

式中F(ω)為隨激振頻率的平方而變化的基振力幅值。求解式(1-2)可以得到系統的相對位移振幅：

同理可以得到系統減振傳遞率T為：

式中ω為外界激振力頻率，ωn為系統固有頻率，ξ為系統的阻尼比ξ＝c/cc；系統的固有頻率為：系統臨界阻尼：

以ξ為參數，振動傳遞率T與頻率比f/fn的關係如圖9所示。

從圖9中可以看出，僅當時，系統的減振傳遞率小於1，即系統進入減振區；當f/fn≈1時，系統處於共振狀態。在工程設計中，一般要求頻率比設在2.5～5之間。在減振區域，隨著阻尼比ξ的減小，系統的減振效果越來越好；但阻尼比越小，系統共振時的共振放大率越大，這會危害車輛操縱穩定性，甚至由於共振變形過大導致車體結構破壞。因此，理想的減振器應該是使系統的固有頻率低，並具有可變的阻尼特性，即在系統的共振區有較大的阻尼，使系統不會有顯著的共振放大，而在減振區有較小的阻尼，使系統有良好的減振效果，同時抗衝擊性能和穩定性要好。

本實用新型中的上金屬骨架1與下金屬骨架2之間通過橡膠3粘接，橡膠材料為不可壓縮型材料，其壓縮量很大，因此其壓縮承載能力很強，由於上金屬骨架1的橫截面為倒U型，下金屬骨架2的橫截面為U型，此種結構特點，使得橡膠3在承載時的受力方式為壓縮剪切型，故具有較大的垂向承載能力，隔振效果好，其能夠隔離車輛運行時對輔助電機組產生的振動，防止衝擊載荷對輔助電機組造成影響，從而保證輔助電機組安全可靠運行。

本實用新型的技術效果如下：

(1)垂向大承載能力。橡膠材料為不可壓縮型材料，其壓縮模量很大，因此其壓縮承載能力很強。該U型橡膠減振器的結構特點，使得橡膠在承載時的受力方式為壓縮剪切型，故具有較大的垂向承載能力。

(2)隔振效果達到80％。通過對U型橡膠減振器的結構設計和材料選擇，使得內燃機動車組電機振動隔離效率達到80％。

(3)U型橡膠減振器垂向固有頻率在8-10-Hz，避免了車下設備固有頻率與車體固有頻率錯開，避免車下設備在動車組運行時產生共振，保證行車安全。

以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，並非對本實用新型的範圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護範圍內。