本實(shí)用新型涉及一種車輪用約束阻尼環(huán)。

背景技術(shù)：
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高速鐵路由于具有速度高、運(yùn)能大、能耗低、污染輕、占地少和安全性好等諸多技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)而被世界各國(guó)所青睞。但隨著列車運(yùn)行速度的提高，列車輻射噪聲也急劇增加。鐵路噪聲主要由輪軌噪聲、空氣動(dòng)力噪聲、結(jié)構(gòu)物噪聲等組成，而經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)輪軌噪聲是鐵路運(yùn)輸中的主要噪聲源。

輪軌噪聲主要由車輪經(jīng)過鋼軌接縫或其他不連續(xù)部位（如轍叉）及表面呈波紋磨損的鋼軌時(shí)產(chǎn)生的沖擊噪聲、車輪踏面和鋼軌頂面存在凹凸不平順時(shí)引起鋼軌與車輪間受迫振動(dòng)而產(chǎn)生的滾動(dòng)噪聲以及列車沿曲線運(yùn)行時(shí)由于擠壓外軌產(chǎn)生的摩擦及車輪在鋼軌上滑動(dòng)而產(chǎn)生的尖叫噪聲組成。輪軌噪聲源主要由車輪和鋼軌兩大部分組成。其中車輪減振降噪主要從兩方面入手。一方面通過優(yōu)化車輪外形降低車輪噪聲，但其因力學(xué)設(shè)計(jì)限制以及車輪形狀已定型而很難推廣。另一方面則是在車輪結(jié)構(gòu)上附加減振降噪裝置。如在腹板兩側(cè)安裝聲屏障或在轉(zhuǎn)向架下方安裝隔聲裙，但其并未降低車輪振動(dòng)，減振降噪效果有限。還有則是在車輪表面粘貼約束阻尼，雖然該方法有一定的減振降噪效果但車輪的高速旋轉(zhuǎn)和復(fù)雜惡劣的行車環(huán)境會(huì)使粘貼層失效發(fā)生剝離。

綜上，現(xiàn)有的車輪減振降噪技術(shù)沒有考慮合理利用約束阻尼的機(jī)理來安全有效的降低高鐵車輪的振動(dòng)噪聲，限制了車輪減振降噪技術(shù)的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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本實(shí)用新型的目的是提供一種車輪用約束阻尼環(huán)。

上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種車輪用約束阻尼環(huán)，其組成包括：約束阻尼環(huán)，所述的約束阻尼環(huán)包括兩個(gè)半圓環(huán)以及貼于兩個(gè)半圓環(huán)表面的橡膠阻尼層，兩個(gè)所述的半圓環(huán)通過中間銷軸、彈簧連接在一起成為一個(gè)完整的圓形阻尼環(huán)主體，所述的約束阻尼環(huán)通過緊固螺栓安裝在高鐵車輪上。

所述的車輪用約束阻尼環(huán)，兩個(gè)所述的半圓環(huán)的截面與所述的約束阻尼環(huán)的軸線平行，截面形狀為矩形，兩個(gè)所述的半圓環(huán)完全對(duì)稱。

所述的車輪用約束阻尼環(huán)，所述的半圓環(huán)上開有螺栓孔，所述的高鐵車輪上開有燕尾槽，所述的約束阻尼環(huán)通過所述的緊固螺栓和所述的燕尾槽安裝在高鐵車輪輪緣內(nèi)側(cè)。

所述的車輪用約束阻尼環(huán)，所述的緊固螺栓沿圓周方向均勻布置，其數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。

本實(shí)用新型的有益效果：

本實(shí)用新型根據(jù)高鐵車輪的結(jié)構(gòu)尺寸、材料特性、運(yùn)行速度、運(yùn)行過程中所承受的外界激勵(lì)以及高鐵車輪的實(shí)際運(yùn)行工況等參數(shù)確定所針對(duì)的振動(dòng)噪聲的主要集中頻率范圍，然后根據(jù)橡膠阻尼的材料性質(zhì)以及相關(guān)參數(shù)經(jīng)過試驗(yàn)確定阻尼環(huán)主體以及最佳的橡膠阻尼層材料。高鐵車輪相當(dāng)于主結(jié)構(gòu)而約束阻尼環(huán)通過緊固螺栓與車輪連接，運(yùn)用約束阻尼層剪切變形的原理大大降低高鐵車輪的振動(dòng)噪聲。

本實(shí)用新型約束阻尼環(huán)由兩個(gè)矩形截面的半圓環(huán)構(gòu)成，兩個(gè)半圓環(huán)通過中間銷軸以及彈簧等緊固件連接在一起成為一個(gè)完整的圓形阻尼環(huán)主體，一方面使得阻尼環(huán)的安裝形式擺脫了傳統(tǒng)的焊接等安裝方式，使得阻尼環(huán)的安裝更加方便安全，并能夠做到拆裝都無損車輪，并且兩半圓環(huán)間的彈簧還能夠調(diào)節(jié)緊固螺栓對(duì)于橡膠阻尼材料的損傷以及彌補(bǔ)橡膠阻尼材料本身的熱脹冷縮效應(yīng)，使得減振降噪效果更佳。由于其截面形狀為矩形因而具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工簡(jiǎn)便、拆裝簡(jiǎn)易、應(yīng)用范圍廣泛以及可以長(zhǎng)期穩(wěn)定的應(yīng)用在高鐵車輪上等優(yōu)點(diǎn)。

本實(shí)用新型解決現(xiàn)有車輪減振降噪技術(shù)沒有考慮充分利用約束阻尼機(jī)理降低高鐵車輪噪聲的局限性，提供了一種利用約束阻尼原理提高車輪阻尼的約束阻尼環(huán)，約束阻尼環(huán)的寬度、外徑、厚度取值及橡膠阻尼層的厚度和材料均經(jīng)多次優(yōu)化設(shè)計(jì)得到，橡膠阻尼材料具有極好的阻尼特性，并且其具有自粘性使得安裝極為方便，配合緊固螺栓的使用，使得橡膠阻尼層能夠充分的與車輪及約束阻尼環(huán)相粘合，最大程度上發(fā)揮約束阻尼環(huán)在其中所起的作用，有利于約束阻尼環(huán)在配合面內(nèi)安全穩(wěn)定工作并能夠使橡膠阻尼層的利用率達(dá)到最大，降低了對(duì)阻尼環(huán)加工精度的要求，同時(shí)使得約束阻尼層的厚度更加適合于降低高鐵車輪產(chǎn)生振動(dòng)噪聲的主要頻段，使其約束阻尼效果最大發(fā)揮以得到最佳的減振降噪效果。

本實(shí)用新型能夠保證車輪與阻尼環(huán)更好的相互適應(yīng)，同時(shí)保證了阻尼環(huán)與高鐵車輪之間的快速無損拆卸，突破了傳統(tǒng)阻尼環(huán)僅利用阻尼環(huán)與高鐵車輪之間摩擦阻尼的局限性，將約束阻尼的機(jī)理合理有效的應(yīng)用于阻尼環(huán)以達(dá)到更有效降低高鐵車輪振動(dòng)噪聲的目的。由于阻尼環(huán)與車輪之間的橡膠阻尼層承受剪切變形，而剪切變形能夠比拉壓變形以及摩擦阻尼消耗更多的能量，因而阻尼效果更好，對(duì)高鐵車輪起到了明顯的減振降噪效果，車輪噪聲由96.8dB(A)降低到86.6 dB(A)，降低了10.2 dB(A)，減振降噪效果非常明顯。

附圖說明：

附圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖2是本實(shí)用新型與高鐵車輪的安裝方式示意圖。

具體實(shí)施方式：

實(shí)施例1：

一種車輪用約束阻尼環(huán)，其組成包括：約束阻尼環(huán)1，所述的約束阻尼環(huán)包括兩個(gè)半圓環(huán)2以及貼于兩個(gè)半圓環(huán)表面的橡膠阻尼層3，兩個(gè)所述的半圓環(huán)通過中間銷軸4、彈簧5連接在一起成為一個(gè)完整的圓形阻尼環(huán)主體，所述的約束阻尼環(huán)通過緊固螺栓6安裝在高鐵車輪7上。

實(shí)施例2：

根據(jù)實(shí)施例1所述的車輪用約束阻尼環(huán)，兩個(gè)所述的半圓環(huán)的截面與所述的約束阻尼環(huán)的軸線平行，截面形狀為矩形，兩個(gè)所述的半圓環(huán)完全對(duì)稱。

實(shí)施例3：

根據(jù)實(shí)施例1或2所述的車輪用約束阻尼環(huán)，所述的半圓環(huán)上開有螺栓孔，所述的高鐵車輪上開有燕尾槽，所述的約束阻尼環(huán)通過所述的緊固螺栓和所述的燕尾槽安裝在高鐵車輪輪緣內(nèi)側(cè)。

實(shí)施例4：

根據(jù)實(shí)施例1或2所述的車輪用約束阻尼環(huán)，所述的緊固螺栓沿圓周方向均勻布置，其數(shù)量為偶數(shù)個(gè)。