本发明涉及一种基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，包括金属弹簧，还包括磁性部件、油阻尼部件和其他辅助部件。其中，磁性部件包括铁磁体、磁体和支板，油阻尼部件包括活塞、液缸、粘滞液体、滤液板和油封，其他辅助部件包括挡板、限位板、底板等。先将磁体通过粘接或螺栓连接通过支板置于多功能套筒的内壁；然后将铁磁体、金属弹簧和油阻尼部件组合；最后再通过上部限位板和顶板将组合部件卡在多功能套筒内部，形成了基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置整体。本发明通过磁性和油阻尼部件联合耗能，使低频情况的隔振效果得到了极大提升。本发明可广泛应用轨道交通减振降噪要求较高的特殊减振地段。
1.一种基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，包括金属弹簧(11)、多功能套筒(1)和底板(12)，其特征在于：还包括磁性部件和油阻尼部件；其特征在于：磁性部件包括支板(13)、永磁体(9)和铁磁体(6)，若干个支板(13)设置于多功能套筒(1)的内壁上，支板(13)分为上板和下板永磁体(9)位于多功能套筒(1)内，且固定于相邻的上板和下板之间；铁磁体(6)底部通过粘接或螺栓连接在底板(12)上；
油阻尼部件包括液缸(4)、粘滞液体(10)、活塞(8)、油封(3)和滤液板(5)；所述油阻尼部件位于多功能套筒(1)内，滤液板(5)固定于活塞(8)一端，活塞(8)连接滤液板(5)的一端插入液缸(4)内，活塞(8)和液缸(4)缸口连接处设置油封(3)进行密封，液缸(4)内填充粘滞液体(10)；液缸(4)底部和铁磁体(6)顶部通过粘接或螺栓连接在一起；滤液板(5)四周紧贴液缸(4)内壁，其上有至少开有1个通孔；
金属弹簧(11)上部和下部分别与活塞(8)和铁磁体(6)上部连接；
活塞(8)上方设置限位板(7)，限位板(7)的两侧搁置于多功能套筒(1)内壁相对的两块支板(13)上，限位板(7)上方设置有顶板(2)，顶板(2)两端固定于多功能套筒(1)上；油阻尼部件通过上部限位板(7)和顶板(2)卡在多功能套筒(1)内部，形成了基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置整体；
通过金属弹簧伸缩、油阻尼部件中粘滞液体流滤液板上的通孔产生阻尼力、磁体切割磁感线做功共同过滤和衰减上部列车荷载传来的能量。
2.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：多功能套筒(1)为圆筒状结构，支板(13)的上板和下板，形状相同，截面形状为圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、长方形或其他多边形，材质为奥氏钢或铝非磁性金属；上板和下板先通过焊接或螺栓连接在多功能套筒(1)内壁上，然后在以多功能套筒(1)中轴线为对称位置以同样工艺安装上板和下板。
3.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：所述支板(13)的上板和下板穿过多功能套筒(1)外壁，并伸出多功能套筒(1)外壁一定距离，伸出部分形状为圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、长方形或其他多边形中任一种。
4.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：磁体(9)顶部和底部通过粘结或螺栓与支板(13)的上板和下板连接，并紧贴置于多功能套筒(1)内壁，以多功能套筒(1)中轴线为对称位置，安装永磁体(9)，所述永磁体(9)形状为圆柱体、椭圆柱体、半圆柱体、半椭圆柱体、长方体或其他多面体中任一种，磁体(9)材料为铁氧体、钕铁硼、钐钴、铝镍钴或铁铬钴中任一种。
5.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：铁磁体(6)为圆柱体、长方体或对称的多面体，材质为铁、钴、镍及其合金中任一种。
6.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：液缸(4)横截面为圆形、椭圆形、半圆形、矩形或其他多边形中任一种，材质为奥氏钢或铝非磁性金属；粘滞液体(10)为硅油材料。
7.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：活塞(8)由上部粗短体和下部细长体连接而成，上部粗短体截面为圆形、椭圆形、半圆形、矩形或其他多边形中任一种，材质为铜、铝非磁性金属，下部细长体的截面形状同伸入液缸(4)缸口，材料为钢、铁、铝、钴、镍金属。
8.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：油封3材质为天然橡胶或人工聚合物，位于液缸(4)缸口处并套在活塞(8)外围。
9.根据权利要求1所述的基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其特征在于：滤液板(5)截面形状同液缸(4)内横截面，材质为钢、铁、铝、钴或镍金属中任一种。
一种基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置
技术领域
[0001] 本发明涉及一种基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，属于振动及噪声控制领域。
背景技术
[0002] 随着经济的快速发展和城市的不断扩大，地铁已成为解决城市交通拥堵的重要手段。到目前为止，中国有20多个城市正在建设自己的地铁轨道线路，总投资金额超过6000亿元人民币。然而，那些横跨人口稠密、经济发达的城市中心的地铁线路，在其长期运营过程中带来了振动和噪声等环境污染问题，不仅危及到了周围建筑物和精密仪器设备的安全，还间接影响了周围居民的日常生活和身体健康。
[0003] 浮置式轨道结构是由钢筋混凝土道床板与弹性支座组成的质量弹簧系统，通过减振弹簧元件将钢筋混凝土道床板悬浮起来，形成一种具有较高减振效果的轨道型式，其减振降噪效果比碎石道床轨道减少15-25dB，已经成为轨道交通减振要求较高的地段最优选择的轨道结构。但对于车辆运行引起低频振动，特别是当激励频率等于或接近浮动板轨道系统的自振频率，振动并不能有效地减少，甚至有可能被放大，从而难以在更宽的频率范围的提高轮轨隔振性能。
发明内容
[0004] 本发明的目的是为了解决轮轨低频振动时浮置板轨道隔振效果差的问题，而提出一种基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，其包括金属弹簧、磁性部件、油阻尼部件和其他辅助部件。其原理是：通过金属弹簧伸缩、油阻尼部件中液体流过通孔产生阻尼力、磁体切割磁感线做功共同过滤和衰减上部结构传来的能量。相对于普通钢弹簧隔振器，该装置能在低频振动情况下改变系统的阻尼，耗散更多能量，极大提升隔振效果。本发明适用于地铁轨道、敏感建筑地板或设备基础的隔振，特别适用于浮置板的隔振，当然也可广泛应用于高架轻轨、高速铁路等轨道交通领域的隔振。
[0005] 本发明提出的一种基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，包括金属弹簧11、多功能套筒1和底板12，其中：还包括磁性部件和油阻尼部件；其特征在于：
[0006] 磁性部件包括支板13、永磁体9和铁磁体6，若干个支板13设置于多功能套筒1的内壁上，支板13分为上板和下板永磁体9位于多功能套筒1内，且固定于相邻的上板和下板之间；铁磁体6底部通过粘接或螺栓连接在底板12上；
[0007] 油阻尼部件包括液缸4、粘滞液体10、活塞8、油封3和滤液板5；所述油阻尼部件位于多功能套筒1内，滤液板5固定于活塞8一端，活塞8连接滤液板5的一端插入液缸4内，活塞8和液缸4缸口连接处设置油封3进行密封，液缸4内填充粘滞液体10；液缸4底部和铁磁体6顶部通过粘接或螺栓连接在一起；
[0008] 金属弹簧11上部和下部分别与活塞8和铁磁体6上部连接；
[0009] 活塞8上方设置限位板7，限位板7的两侧搁置于多功能套筒1内壁相对的两块支板13上，限位板7上方设置有顶板2，顶板2两端固定于多功能套筒1上；油阻尼部件通过上部限位板7和顶板2卡在多功能套筒1内部，形成了基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置整体。
[0010] 本发明中，多功能套筒1为圆筒状结构，支板13的上板和下板，形状相同，截面形状可为圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、长方形或其他多边形，材质可为奥氏钢或铝等非磁性金属；上板和下板先通过焊接或螺栓连接在多功能套筒1内壁上，然后在以多功能套筒1中轴线为对称位置以同样工艺安装上板和下板。
[0011] 本发明中，所述支板13的上板和下板可穿过多功能套筒1壁并伸出多功能套筒1外壁一定距离，伸出部分形状可为圆形、椭圆形、半圆形、半椭圆形、长方形或其他多边形中任一种。
[0012] 本发明中，永磁体9顶部和底部通过粘结或螺栓与支板13的上板和下板连接，并紧贴置于多功能套筒1内壁，以多功能套筒1中轴线为对称位置，安装永磁体9，所述永磁体9形状可为圆柱体、椭圆柱体、半圆柱体、半椭圆柱体、长方体或其他多面体中任一种，磁体9材料可为铁氧体、钕铁硼、钐钴、铝镍钴或铁铬钴等磁体中任一种。
[0013] 本发明中，铁磁体6可为圆柱体、长方体或对称的多面体，材质可为铁、钴、镍及其合金等中任一种。
[0014] 本发明中，液缸4横截面可为圆形、椭圆形、半圆形、矩形或其他多边形中任一种，材质可为奥氏钢或铝等非磁性金属；粘滞液体10可为硅油等材料。
[0015] 本发明中，活塞8由上部粗短体和下部细长体连接而成，上部粗短体截面可为圆形、椭圆形、半圆形、矩形或其他多边形中任一种，材质可为铜、铝等非磁性金属，下部细长体的截面形状同伸入液缸4缸口，材料可为钢、铁、铝、钴、镍等金属。
[0016] 本发明中，油封3材质可为天然橡胶或人工聚合物，位于液缸4缸口处并套在活塞8外围。
[0017] 本发明中，滤液板5四周紧贴液缸4内壁，其上有至少开有1个通孔，截面形状同液缸4横截面，材质可为钢、铁、铝、钴或镍等金属中任一种。其主要功能是通过液体流过通孔产生阻尼力。
[0018] 本发明的有益效果是：
[0019] （1）在低频振动情况下改变系统的阻尼，有效抑制共振峰值。
[0020] （2）耐久性好，减振性能不随时间而降低，可靠度高，易用于恶劣环境。
[0021] （3）通过将金属弹簧、磁性部件、油阻尼部件结合在一起，可以更好的缓冲轨道动力冲击，耗散更多能量，其减振效果远超过现有钢弹簧隔振器。
[0022] （4）所用材料成本低廉，构造简单、加工方便，便于更换。
[0023] （5）可广泛应用轨道交通减振降噪要求较高和特殊减振地段。
附图说明
[0024] 图1是本发明基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置立体图；
[0025] 图2是本发明基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置剖面图；
[0026] 图3是本发明挡板立体图；
[0027] 图4是本发明限位板立体图；
[0028] 图5是本发明多功能套筒立体图；
[0029] 图6是本发明多功能套筒剖面图；
[0030] 图7是本发明油阻尼部件活塞和滤液板立体图；
[0031] 图8是本发明油阻尼部件液缸立体图；
[0032] 图9是本发明油阻尼部件液缸剖面图；
[0033] 图10是本发明金属弹簧立体图；
[0034] 图11是本发明磁性部件导体和磁体立体图；
[0035] 图12是本发明底板立体图；
[0036] 图中标号：1为多功能套筒、2为挡板、3为油封、4为液缸、5为滤液板、6为铁磁体、7为限位板、8为活塞、9为永磁体、10为粘滞材料、11为钢弹簧、12为底板、13为支板。
具体实施方式
[0037] 下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。
[0038] 实施例1：
[0039] 如图1-6所示，本发明为一种基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置，包括多功能套筒1、挡板2、油封3、液缸4、滤液板5、铁磁体6、限位板7、活塞8、永磁体9、粘滞材料10（采用硅油）、钢弹簧11、底板12、支板13。
[0040] 活塞8上部为厚圆板，下部为细圆柱形杆，先在圆形滤液板5上打四个上下通孔，将活塞8下端与滤液板5焊接成一体；然后将该一体结构下部深入一端开口的圆柱体液缸4内，使得滤液板5和活塞8的下部细圆柱杆的一半长度位于液缸4内；再用两空心半圆板（外径与液缸4截面相同、内径略大于活塞8下杆直径）与液缸4开口端对称焊接，使半圆板弧边与液缸4开口端边缘连接、两半圆板直边相连，形成上部开小口的液缸4，从而活塞8与液缸4上部小口周围一圈圆环缝，然后将硅油通过圆环缝注入液缸4内，并通过油封3使得液缸4成为密封结构，从而形成油阻尼部件。
[0041] 将液缸4下部通过粘接或螺栓连接等工艺与圆柱铁磁体6紧固相连，将铁磁体6下部通过螺栓穿过底板12中心并固定，然后将钢弹簧11上端和下端通过螺栓分别与活塞8上部厚圆板和铁磁体6连接固定，这样将金属弹簧、油阻尼部件和导磁材料组成一体。
[0042] 将三组方形支板13（每组2个）对称焊接在多功能套筒1壁上（焊穿），并使半圆形支板13板端凸出多功能套筒1外壁一定距离，第一组支板顶面与多功能套筒1平齐，其余二组支板的上下板之间净距等于永磁体9的高度。然后将两个永磁体9置于支板13上、下板（多功能套筒1内壁）之间，并将其上、下两端分别通过螺栓固定于多功能套筒1上、下板上。
[0043] 把已经连为一体的活塞8、滤液板5、油缸4、铁磁体6、钢弹簧11、底板12放入多功能套筒1内，然后将圆形上部限位板7放在活塞8上部厚圆板上，再将边缘弧形的长条状顶板2下部置于上部限位板7上，同时使顶板2上部卡在第一组支板下端，形成了基于磁性和油阻尼材料的复合隔振装置整体。
[0044] 以上是本发明的典型实例，本发明的实施不限于此。
