橡胶铁路减震垫板、减震空气弹簧、橡胶护舷简介
一、减振原理
1．减振制品简介
硫化橡胶与其它固体工程材料比较，拥有它独特的性能：橡胶柔软且有较好的弹性复原性，按单位重要的弹性贮性来说，橡胶比其它任何固体材料都大；同时橡胶本身还有粘性，这与工程上所使用的粘壶类似，在粘性摩擦的过程中吸收部分能量，但橡胶减振器在高频作用下，具有比弹簧、粘壶减振器有更大的柔性。这些特性使橡胶最适合于作为减振材料已逐渐被人们所认识，因此各部门所使用的减振器愈来愈多，包括机械、车辆、飞机、轮船、桥梁、铁路等。近年来还发展到大型建筑物也采用减振支座以防止地面振动对建筑物的危害。可以说凡是动的东西，就存在着不平衡的质体、或者偏心，这必然产生振动，其中许多振动若无有效的减振措施，就会造成构件的早期损坏，或给人体带来不适和伤害。
2．减振原理
（1）无阻尼自由振动 图4-47所示为一无阻尼自由振动。设一理想弹簧，其一端固定，另一端系一质量为m的钢球，弹簧可沿一条光滑的玻璃棒上自由滑移（无摩擦）。若在物体（钢球）上施加一外力，使弱簧拉伸或压缩产生±x位移。当立即除掉外力时，弹簧谅在原平衡点O点左右来回运动，而且是周期性的运动，这一运动称之为振动。假定玻璃棒是无摩擦的、空气的摩擦也忽略不计，并无外来的干扰，这时这种振动就称之为无阻尼自由振动。 物体的贯彻力文库 F，按牛顿第二定律：
K—弹簧的弹性刚度（K=F/x);
x—物体振动时的位移；
a—物体运动加速度。
（2）阻尼自由振动 在无阻尼自由振动系统的基础上，加多一个阻尼常数为R的阻尼项，其中尼力F′＝ R；力的方向与惯性力相反，振动后要在某一时刻达到平衡。
（3）冲击吸收 当橡胶支座作为吸收冲击能量之用 时，称为缓冲器。吸收能量的大小是缓冲 器的重要性能指标这一。缓冲器所吸收的 能量可发为两部分：一部分转为弹性贮能，过程是可逆的；另一部分为克服橡胶 分子的可摩擦而转为热能，过程是不可塑 的，所吸收的这部分能量完全被损耗。在相同变形与反作用力的条件下，吸收能量的大小与缓冲器本身的特性有关。
现假定几种不同特性的缓冲器（简称弹簧），分析它们对对量的吸收与受力情况（见图4-48）。在反作用力相同且吸收相同的能量的情况下，比较变形量的大小，可得如下顺序：
升率＞恒率＞预压缩或阻尼＞降率＞恒负荷。
恒率弹簧是一种常见的弹簧，吸收的能量为反作用力与变形乘积的一半。从上排列顺序可见：恒负荷弹簧吸收能量有效。但它的缺点是自始至终都产生同样大小的反作用力，没有由小到大的过渡期。折中的办法是使用降率、预压缩或阻尼弹簧。对于无阻尼理想弹簧，无论是采用上述哪种型式，它吸收的能量都是可逆的，即能全部释入出来。故受冲击后产生振动的振幅不存在衰减情况。假如耐冲击弱簧是采用橡胶来承担，橡胶阻尼部分吸收的能量是不可逆的，因而对冲击后的振幅会进行有效的衰减。适当选用橡胶的阻尼值可以便使橡胶弹簧就吸收能量效果而言，在预压缩与恒负荷弹簧之间的范围调节。如果根据冲击时情况，选用橡胶在冲击开始的阻尼力，即变形趋于零时阻尼力最大，而在末了时即弹性力量大时，阻尼力为零，这便构成在受冲击时，具有与恒负荷弹簧相同的特性，对吸收能量有效的，而在冲击后所产生的振动，又进行有效的衰减。如图4-43所示，恒负荷弹簧正方形面积中的虚线部分，在冲击的前半个循环，橡胶的阻尼作用便消耗一半的能力（即正方形面积的二分之一），下半个循环又损耗余下的贮能部分（三角形面积的二分之一，也就是说在第一循环便耗损冲击能量的四分之三，这样冲击后的振动立即就会消除，所以橡胶用作缓冲器是一非常巡逻队的材料。
二、几种常用减振制品
1． 橡胶轨枕垫简介
橡胶轨枕垫是用于钢轨与枕木之间的减振垫。一般铁路所铺设的钢轨约每隔20米就有一个热膨胀缝，它造成列车行驶过程中的剧烈撞击吵杂声及列车的振动，并加速车轮与钢轨接触端点的摩损，缩短机车的使用寿命；同时也给乘客带来不适。若将这些膨胀缝焊好、磨平，就可以使吵杂声和列车的振动大为减轻。焊死以后，钢轨膨胀时便向下稍微变曲，因为垫有轨枕垫，可以产生变形。垫有轨枕垫的位置有水泥枕木的重荷将钢轨向下拉，限制了钢轨变形的方向。轨枕垫的结构如图4-61所示。
A型具有沟槽，在负荷小时仍有较大的柔性，在负荷增大时，胶料被压缩填入沟槽，又具有足够的刚度，这样在列车钢荷变动时，自振频率波动范围不大，有利于减振。
2．橡胶空气弹簧
橡胶空气弹簧主要用于汽车、电车、铁路 车辆是悬挂系统，它是在胶囊中充入压缩空气，利用空气的弹性及橡胶的特性而获综合性的缓冲、减振的效果。充入的压缩空气压 力可随负荷的大小来调节，保持减振系统负荷与刚度适宜值，以使自振频率变化不大 。充气量还可调节车箱的高度，使之装、卸货物方便。 如图4-62为汽车悬持系统安装示意图。
3.橡胶护舷
橡胶护舷是在船舶停靠时，用于船舶与码头这间及船舶之间，承受冲击负荷吸收动能的一种橡胶制品，与其它材料（如木材、麻绳等）比较，有最好的缓冲性能，因此一些海运发达的国家都使用橡胶护舷。
主要有压缩型、剪切型、扭曲型，这些与减振器类似。除此以外，还有气囊型，主要用于大型船只。压缩型结构简单，加工容易，成本低，适合于中小船只的停靠缓冲用。气囊型护舷主要利用空气的弹性吸收能量，与基它类型比较，吸收能量大，停靠时接触面积大，护舷主要利用空气的弹性吸收能量，与其它类型比较，吸收能量大，停靠时接触面积大，护舷本身可以漂浮水面，能适应船的吃水深度和港口潮夕引起的水面高度变化。在贮存及运输过程中，可将气囊中的空气排除，以减小占地面积。气囊型护舷多为长枕式，采用织物补强，并设有安全装置，防止超负荷时爆破。还有一种护舷，直接使用充气轮胎，用一条长轴将轮胎串起来，所串轮胎的个数，由轮胎的规格及船只的动能大小来确定。轮胎护舷使用时还有一个特点，即可借助轮胎的滚动缓缓靠岸，减少靠岸时对护舷的剪切应力。