约束阻尼降噪板的制作方法

本实用新型属于减振降噪领域，具体涉及为一种可以增大结构自身阻尼，实现良好减振降噪功能的约束阻尼装置。

背景技术：

随着经济建设和交通基础设施建设的飞速发展，地铁、高架轻轨、普通铁路和高速铁路等轨道运输方式因其具有运载量大、方便快捷、安全可靠的优点在货运及客运领域发挥着日益重要的作用。如何减少轨道运输过程中的噪声污染，减轻运输过程中钢轨的振动和磨损从而延长轨道寿命、提高轨道运输的安全性和舒适性，成为与人民群众生产生活密切相关的一个难题而愈来愈被各国政府及科技工作者所关注。轨道运输过程中，轮轨噪声是列车在250km/h以下速度行驶时的主要声源，钢轨振动是产生噪声的主要原因，而运输车辆自重大、载重大、车速高更加剧了轨道的振动，所以引发的轨道及车轮的磨损及相关问题也十分严重。例如钢轨轨顶面的波纹状磨损，以及在车轮曲线段的轮沿和轮侧磨损，都给轨道运输埋下了安全隐患，频繁进行维护更是增加了运输的成本。目前所采用的减振降噪措施中，设置隔声屏由于受到方位和距离的限制，隔声和减振效果均较差。为缓解钢轨的振动及噪声，有研究人员研制出一些约束阻尼结构，将其设置在钢轨的非工作表面上，吸收钢轨的振动机械能并将其转化耗散掉，从而实现减弱钢轨噪声辐射能量的目的。目前工程应用的约束阻尼结构中效果比较突出、应用最为普遍的是专利号为ZL200610048318.2的中国发明专利所公开的减振轨道中的约束阻尼结构，其包括连接板和约束板，连接板和约束板上分别设置凸凹结构，连接板和约束板上的凸凹结构彼此相互交错配合，形成婉延曲折的阻尼腔室，阻尼腔室中设有阻尼材料，构成最终迷宫式约束阻尼结构，其典型结构如图1所示。由于该结构中设置了迷宫式结构的阻尼腔室，阻尼腔室中阻尼体承受剪切力的有效工作面积大大增加，克服了传统钢轨约束阻尼结构由于采用平面板材，阻尼层受钢轨轨腰尺寸的限制，阻尼层的有效工作面积有限，因此不能达到理想的减振降噪效果的缺陷。但是，在实际应用中发现，当前减振轨道的迷宫式约束阻尼结构中，连接板与约束板均采用金属材料制成，如图1中所示，连接板31与约束板32在两端的相互连接处A和B均采用卡扣结构直接封闭连接，以防止阻尼层33材料在生产过程中泄漏和满足组装以及阻尼层精确定距工艺要求。然而经过大量工程实践后发现，在工作时，钢轨的部分振动会直接通过刚性的卡扣结构传至约束板进而向外部辐射噪声，从而削弱了产品的实际减振降噪效果。另外，在船舶甲板和动力设备壳体等应用场所使用此类约束阻尼结构用于减振降噪时也存在同样的问题。

综上所述，市场迫切需要提供一种能够更好地阻隔自身振动传递，从而实现更佳减振降噪效果的约束阻尼结构。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种能够更好地阻隔自身振动传递、进一步提升减振降噪效果的约束阻尼降噪板。

本实用新型约束阻尼降噪板是这样实现的，包括连接板和约束板，连接板和约束板上分别设置凸凹结构，所述凸凹结构具体为连接板或约束板上间隔设置的连续凸楞，连接板和约束板上的凸凹结构相互交错配合构成阻尼腔室，阻尼腔室中设置阻尼材料构成阻尼层，其特征在于连接板与约束板的拼合处分别对应的设置连接板拼合凸楞和约束板拼合凸楞，连接板拼合凸楞与约束板拼合凸楞至少之一在彼此配合侧面上设置定位凹槽，连接板拼合凸楞与约束板拼合凸楞之间还设有弹性材料制成的弹性隔离条，所述弹性隔离条局部嵌设在定位凹槽中，连接板与约束板通过弹性隔离条拼扣相连，所述弹性隔离条和阻尼层使连接板与约束板保持弹性隔离。

根据实际需要，连接板与约束板之间还可以设有使连接板与约束板在连接板拼合凸楞或约束板拼合凸楞凸起方向保持弹性隔离的弹性隔离条，所述弹性隔离条设置在连接板上凸楞的前端与约束板之间，或者设置在约束板上凸楞的前端与连接板之间。为方便对弹性隔离条进行限位，还可以在连接板上凸楞的前端设置定位凹槽，或/和约束板上凸楞的前端设置定位凹槽，弹性隔离条局部嵌设在定位凹槽中。另外，为了保证连接的可靠性，优选的，连接板与约束板的拼合处的连接板拼合凸楞均位于约束板拼合凸楞的外侧，或者连接板与约束板的拼合处的约束板拼合凸楞均位于连接板拼合凸楞的外侧。

此外，为了提高减振降噪效果，还可以在约束板上设置配重安装接口，配重通过配重安装接口固定设置在约束板上。所述配重安装接口的具体形式多种多样，其包括约束板上设置的安装槽或者安装腔室等，所述配重设置在安装槽或安装腔室内。所述配重的具体形式同样可以多种多样，包括钢板、钢棒、砂石、矿渣、金属颗粒或混凝土等。考虑到实用性和价格因素，当采用钢板或钢棒作为配重时，可以利用多块薄钢板或多根细钢棒组合在一起使用，当钢板或钢棒设置多个时，可以通过水泥或粘接胶连接在一起，以提高整体性。另外，为了进一步提高减振降噪效果，所述配重、约束板和阻尼层还可以构成调谐质量减振装置，调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置；或者，配重为调谐质量减振装置，调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置。

本实用新型中，所述弹性隔离条可以采用的弹性材料包括橡胶、弹性聚氨酯和弹性PVC等。

本实用新型约束阻尼降噪板通过在连接板与约束板之间设置弹性材料制成的弹性隔离条，特别是在连接板与约束板的拼合处设置弹性隔离条，一方面，使刚性的连接板和约束板之间始终不发生直接接触，应用结构的振动传至连接板后需要经过弹性隔离条或阻尼层的阻隔才能传递至约束板，由于弹性隔离条和阻尼层材料均具有良好的阻尼特性，可以有效地阻隔振动传递，应用结构的振动不会经连接板直接传递至约束板进而向外部辐射噪声；另一方面，连接板与约束板的拼合处设置弹性隔离条后，连接板、约束板及阻尼层构成了纯粹的约束阻尼结构，克服了传统约束阻尼结构中连接板与约束板在拼合处直接相连导致的局部减振功能损失，提高了实际参与减振耗能的有效工作面积；第三，约束板不再受刚性卡扣结构的限制，约束板与连接板之间的相对振动位移更大，耗能更多，减振能力大幅提升，基于上述原因，本实用新型约束阻尼降噪板的整体减振降噪效果更加出色，大量实验表明，其减振降噪性能可以提升30％甚至更多。此外，弹性隔离条同时还可以作为定距件使用，在生产时能够保证连接板和约束板之间的精确定距，从而保证阻尼层的最佳几何尺寸。另外，本实用新型约束阻尼降噪板在约束板上增设配重的意义在于：(1)配重的刚度效应明显，其可以显著提高约束板的刚度，有利于提升约束板与连接板之间的相对变形和剪切耗能能力，例如钢板、钢棒或混凝土等材料构成的配重都可以实现这种技术效果；(2)配重的调谐效应明显，约束板增加配重后的整体质量大幅提高，由于阻尼层材料具有良好的弹性，约束板增加配重后与阻尼层构成的调谐质量系统中的参振质量更大，因而减振能力更加出色，降噪效果也更加理想，例如，钢板、钢棒、砂石、矿渣、金属颗粒或混凝土等材料构成的配重都可以实现这种技术效果。当然也可以直接利用调谐质量减振装置作为配重，其减振频带更宽，便于同时控制多个振动频率，提高减振降噪效果。

本实用新型约束阻尼降噪板,结构简单，使用方便，其能够更好地阻隔自身振动传递，从而实现更佳减振降噪效果，具有减振降噪性能可靠，性价比更优越等优点，可以广泛应用于工业设备、船舶设备和轨道交通等领域中。

附图说明

图1为现有钢轨约束阻尼降噪板的结构示意图。

图2为本实用新型约束阻尼降噪板的结构示意图之一及其应用示意图。

图3为图2所示约束阻尼降噪板中连接板的结构示意图之一。

图4为图2所示约束阻尼降噪板中连接板的结构示意图之二。

图5为本实用新型约束阻尼降噪板的结构示意图之二及其应用示意图。

图6为本实用新型约束阻尼降噪板的结构示意图之三及其应用示意图。

图7为本实用新型约束阻尼降噪板的结构示意图之四及其应用示意图。

图8为本实用新型约束阻尼降噪板的结构示意图之五及其应用示意图。

图9为本实用新型约束阻尼降噪板的结构示意图之六及其应用示意图。

具体实施方式

实施例一

如图2和图3所示本实用新型约束阻尼降噪板，包括连接板1和约束板2，连接板1和约束板上2分别设置凸凹结构，所述凸凹结构具体为连接板1上间隔设置的连续凸楞10和约束板2上间隔设置的连续凸楞11，连接板1和约束板2上的凸凹结构相互交错配合构成阻尼腔室，阻尼腔室中设置阻尼材料构成阻尼层3，连接板1与约束板2的拼合处分别对应的设置连接板拼合凸楞和约束板拼合凸楞，包括连接板1两侧设置的连接板拼合凸楞13和15，对应的，约束板2两侧设置约束板拼合凸楞12和14，其中，约束板拼合凸楞12和14在与连接板拼合凸楞彼此配合侧面上设置定位凹槽，连接板拼合凸楞13与约束板拼合凸楞12之间以及连接板拼合凸楞15与约束板拼合凸楞14之间还分别设有橡胶材料制成的弹性隔离条4，所述弹性隔离条4局部嵌设在定位凹槽中，连接板1与约束板2通过弹性隔离条4拼扣相连，所述弹性隔离条4和阻尼层3使连接板1与约束板2保持弹性隔离。

下面以本实用新型约束阻尼降噪板在钢轨轨腰表面的应用为例进行说明，如图1所示，连接板1的形状与轨腰表面形状相对应，应用时，将本实用新型约束阻尼降噪板粘贴固定在钢轨5的轨腰两侧非工作表面即可。

本实用新型约束阻尼降噪板通过在连接板与约束板之间设置弹性材料制成的弹性隔离条，特别是在连接板与约束板的拼合处设置弹性隔离条，一方面，使刚性的连接板和约束板之间始终不发生直接接触，应用结构的振动传至连接板后需要经过弹性隔离条或阻尼层的阻隔才能传递至约束板，由于弹性隔离条和阻尼层材料均具有良好的阻尼特性，可以有效地阻隔振动传递，应用结构的振动不会经连接板直接传递至约束板进而向外部辐射噪声；另一方面，连接板与约束板的拼合处设置弹性隔离条后，连接板、约束板及阻尼层构成了纯粹的约束阻尼结构，克服了传统约束阻尼结构中连接板与约束板在拼合处直接相连导致的局部减振功能损失，提高了实际参与减振耗能的有效工作面积；第三，约束板不再受刚性卡扣结构的限制，约束板与连接板之间的相对振动位移更大，耗能更多，减振能力大幅提升，基于上述原因，本实用新型约束阻尼降噪板的整体减振降噪效果更加出色，大量实验表明，其减振降噪性能可以提升30％甚至更多。此外，弹性隔离条4同时还可以作为定距件使用，在生产时能够保证连接板和约束板之间的精确定距，从而保证阻尼层的最佳几何尺寸。

当然，基于本例的技术原理，本实用新型约束阻尼降噪板可以设置在钢轨的任意非工作表面上，例如除轨腰表面外，还可以设置在轨翼或轨底，应用时可以根据实际工况布置。另外，本实用新型约束阻尼降噪板与钢轨之间的固定装配方式除了粘贴固定以外，还可以是弹簧夹子夹持固定等其他固定装配方式，只要能够保证连接的强度及可靠性，都可以用于本实用新型。此外，也可以在连接板拼合凸楞13和15与约束板拼合凸楞1彼此配合侧面上设置定位凹槽，同样能够对弹性隔离条形成有效限位，另外要说明的是，除已经提到的橡胶材料外，弹性隔离条4还可以采用弹性聚氨酯等其他材料制成，都在本实用新型要求的保护范围之中。上述说明同样适用于本实用新型的其他实施例，在此一并给予说明，后面不再重复。

本实用新型中连接板1上间隔设置的连续凸楞除了以图3所示方式布置外，还可以如图4所示的方式布置，即连续的短凸楞，在连接板板体的横向及纵向均间隔地设置，相应的约束板上的连续凸楞也对应布置即可。上述结构形式都是基于本例技术原理的简单变化，都在本实用新型要求的保护范围之中。

本实用新型约束阻尼降噪板,结构简单，使用方便，其能够更好地阻隔自身振动传递，从而实现更佳减振降噪效果，具有减振降噪性能可靠，性价比更优越等优点，可以广泛应用于工业设备、船舶设备和轨道交通等领域中。

实施例二

如图5所示本实用新型约束阻尼降噪板，与实施例一的区别在于，除了在连接板拼合凸楞13与约束板拼合凸楞12之间以及连接板拼合凸楞15与约束板拼合凸楞14之间分别设置弹性隔离条4外，连接板与约束板之间还设有使连接板与约束板在约束板拼合凸楞凸起方向保持弹性隔离的弹性隔离条6，所述弹性隔离条6设置在约束板2上凸楞18和19的前端与连接板1之间；此外，连接板1与约束板2的拼合处的约束板拼合凸楞12和14分别位于连接板拼合凸楞13和15的外侧，此类连接结构的连接效果更加结实可靠；另外，连接板拼合凸楞13和15与约束板拼合凸楞12和14在彼此配合侧面上均设置定位凹槽，所述弹性隔离条4两侧分别对应地局部嵌设在连接板拼合凸楞及约束板拼合凸楞上设置定位凹槽中。

由于在连接板拼合凸楞及约束板拼合凸楞上同时设置定位凹槽，弹性隔离条4的定位更加安全可靠。

如图5所示，仍以在钢轨轨腰表面的应用为例进行说明，本例所述约束阻尼降噪板的应用方法与实施例一基本相同，在此不再重复。与实施例一相比，由于在连接板1与约束板2之间增设了弹性隔离条6，弹性隔离条4可以保证连接板1与约束板2在钢轨5纵向保持弹性隔离，弹性隔离条6可以保证连接板1与约束板2在钢轨5横向保持弹性隔离，可以确保本实用新型约束阻尼降噪板中连接板1与约束板2始终不会发生直接接触，因此，使用过程中钢轨5的振动不会经连接板1直接传递至约束板2进而向外部辐射噪声，其减振降噪性能更有保障，也更加可靠。特别要指出的是，由于钢轨的横向振动与垂向振动的能量有所差异，因此在设计时弹性隔离条4和弹性隔离条6可以采用不同的弹性材料制成，有利于针对性的隔离钢轨的横向振动和垂向振动，提高隔离振动的效果，从而进一步提升产品的最终减振降噪性能，在其他应用结构中使用时也是如此。

当然，基于本例所述的技术原理，连接板与约束板之间均可以设置使连接板与约束板在连接板拼合凸楞或约束板拼合凸楞凸起方向保持弹性隔离的弹性隔离条，所述弹性隔离条可以设置在连接板上凸楞的前端与约束板之间，或者设置在约束板上凸楞的前端与连接板之间，都可以起到同样的作用，都在本实用新型要求的保护范围之中。由于弹性隔离条6和弹性隔离条4的存在，本例所述本实用新型约束阻尼降噪板在生产时无需再另外设置定距件。

实施例三

如图6所示本实用新型约束阻尼降噪板，与实施例一的区别在于，连接板1与约束板2的拼合处的连接板拼合凸楞13和15分别位于约束板拼合凸楞12和14的外侧，连接板拼合凸楞13和15与约束板拼合凸楞12和14在彼此配合侧面上均对应设置定位凹槽，弹性隔离条4的两端分别局部嵌设在连接板拼合凸楞及约束板拼合凸楞上设置定位凹槽中；此外，约束板2的外侧设置配重安装接口，所述配重安装接口具体为约束板2上设置的安装槽，所述安装槽由约束板2上设置的卡槽壁8围成，安装槽内设置配重7，其中配重7由钢板制成。

与实施例一相比，本例所述的技术方案中，在约束板2上利用安装槽增设了配重7，又由于阻尼层3及弹性隔离条4都具有良好的弹性，因此配重7、约束板2和阻尼层3构成一个调谐质量减振系统，其可以更好地消耗吸收钢轨的振动，降低振动引发的噪声，减振降噪的效果更佳，在设计时可以将该调谐质量减振系统的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置。增设配重的有益技术效果在于：(1)配重的刚度效应明显，其可以显著提高约束板的刚度，有利于提升约束板与连接板之间的相对变形和剪切耗能能力；(2)配重的调谐效应明显，约束板增加配重后的整体质量大幅提高，由于阻尼层材料具有良好的弹性，约束板增加配重后与阻尼层构成的调谐质量系统中的参振质量更大，因而减振能力更加出色，降噪效果也更加理想。基于上述原因，本实用新型增加了配重的约束阻尼降噪板的减振降噪效果更佳。

当然配重7的选材范围很广，除了采用钢板外，还可以采用钢棒或混凝土等材料，另外，所述配重7可以利用多块薄钢板或多根细钢棒组合在一起使用，当钢板或钢棒设置多个时，可以通过水泥或粘接胶连接在一起，以提高整体性，都可以起到很好的技术效果，都在本实用新型要求的保护范围之中。

实施例四

如图7所示本实用新型约束阻尼降噪板，与实施例三的区别在于，约束板2上设置配重安装接口，所述配重安装接口具体为约束板2上设置的多个安装槽，所述安装槽由约束板2上设置的卡槽壁8围成，安装槽内设置配重7，其中配重7由钢棒制成。

与实施例三相似，配重、约束板和阻尼层构成调谐质量减振装置，如果将该调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置，将最大限度地发挥调谐质量减振装置的作用。本例中，对于配重7、约束板2和阻尼层3构成调谐质量减振装置，其中，配重7由多根钢棒构成，通过调整钢棒的数量，就可以实现调整该调谐质量减振装置的固有频率的作用，因此在应用时，可以现场对该调谐质量减振装置的固有频率进行准确调整，使其与使用对象的主要振动频率相对应，从而发挥最佳的减振降噪作用。

实施例五

如图8所示本实用新型约束阻尼降噪板，与实施例二的区别在于，约束板上凸楞18和19的前端设有定位凹槽，弹性隔离条6局部嵌设在定位凹槽中；此外，约束板2上设置配重安装接口，所述配重安装接口具体为约束板外侧设置的安装腔侧壁9围成的安装腔室，安装腔室内设置配重7，其中配重7由重混凝土材料构成。

与实例二相比，本例所述的技术方案中，在约束板2上利用安装腔室增设了配重7，又由于阻尼层3及弹性隔离条都具有良好的弹性，因此配重7、约束板2和阻尼层3可以构成一个调谐质量减振系统，其可以更好地消耗吸收钢轨的振动，降低振动引发的噪声，减振降噪的效果更佳。此外，配重7的选材范围很广，除了采用重混凝土外，还可以采用钢板、钢棒等金属材料，或者利用砂石、矿渣、金属颗粒与可凝固粘接胶混合后灌注填充，或者填充砂石、金属颗粒、矿渣等材料再将两端封闭等等技术方案，都可以起到很好的技术效果，都在本实用新型要求的保护范围之内。增设配重的有益技术效果在于：(1)配重的刚度效应明显，其可以显著提高约束板的刚度，有利于提升约束板与连接板之间的相对变形和剪切耗能能力，例如钢板、钢棒或混凝土等材料构成的配重都可以实现这种技术效果；(2)配重的调谐效应明显，约束板增加配重后的整体质量大幅提高，由于阻尼层材料具有良好的弹性，约束板增加配重后与阻尼层构成的调谐质量系统中的参振质量更大，因而减振能力更加出色，降噪效果也更加理想，例如，钢板、钢棒、砂石、矿渣、金属颗粒或混凝土等材料构成的配重都可以实现这种技术效果。基于上述原因，本实用新型增加了配重的约束阻尼降噪板的减振降噪效果更佳。

基于本例的技术原理，弹性隔离条6也可以设置在连接板上凸楞与约束板之间，或者在连接板上凸楞与约束板之间以及约束板凸楞与连接板之间同时设置弹性隔离条6。相应的，可以在连接板上凸楞的前端设离定位凹槽，再将弹性隔离条6局部嵌设在定位凹槽中；或者在连接板上凸楞的前端及约束板上凸楞的前端同时设置定位凹槽，弹性隔离条6局部嵌设在定位凹槽中。上述技术方案都是基于本实用新型技术原理的简单变化，在此仅以文字给予说明，不再另外附图，都在本实用新型要求的保护范围之中。

实施例六

如图9所示本实用新型约束阻尼降噪板，与实施例五的区别在于，约束板2外侧的安装腔室设置二个，安装腔室中配重为调谐质量减振装置，所述调谐质量减振装置由弹性体层16及质量块17构成，调谐质量减振装置的固有频率对应使用对象的主要振动频率设置。

与实施例五相比，本例所述的技术方案中，配重由调谐质量减振装置构成，其不仅具有实施例五中所述配重的所有优点，其还可以单独起到调谐质量减振的作用，因此约束阻尼降噪板的减振降噪性能更强。本例中配重由二个调谐质量减振装置构成，在实际应用中也可以设置一个、三个甚至更多。设置多个调谐质量减振装置的积极意义在于，如果将多个调谐质量减振装置的固有频率分别与使用对象上多个主要振动频率相对应，可以实现同时控制使用对象上多个频率的振动，其减振频带更宽，有利于进一步提高减振降噪效果，其适用性更强。

需要指出的是，为了便于说明，在实施例中，均以本实用新型约束阻尼降噪板在钢轨轨腰处的应用为例进行说明。但是，本实用新型约束阻尼降噪板同样适用于船舶主辅助机等工业动力设备的壳体、船舶甲板、船舶仓室等使用对象的振动控制，应用时，只需要根据实际应用对象的形状，将本实用新型约束阻尼降噪板的形状与其对应即可，都可以实现很好的减振降噪效果，在此仅以文字给予说明，不再一一附图说明。

本实用新型中的实施例仅为更好说明本实用新型的技术方案，并不应视为对本实用新型的限制，其中许多实施例中的技术特征也可以交叉使用，基于本实用新型技术原理，本领域技术人员可以对上述实施例所述技术方案重新进行组合或利用同类技术对其中某些元件进行简单替换，只要基于本实用新型的技术原理，都在本实用新型要求的保护范围中。