CN101956780A - 一种粘滞阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及减振器，具体是涉及用黏性物质作为减振介质的粘滞阻尼器，该阻尼器的缸体(1)两端的端盖为弹性体(5)，两弹性体(5)与缸体(1)和活塞杆(3)高温硫化成一体；其中，所述弹性体(5)由环形的粘弹性材料层(5-1)与环形的薄钢板层(5-2)交替叠合高温硫化形成；所述的两弹性体(5)的直径与宽度之比为：2～4。本发明所述的阻尼器，其中缸体(1)两头的弹性体(5)与缸体(1)和活塞杆(3)硫化成一体，本身就构成了一种粘弹性阻尼器，使得整体阻尼器的初始刚度明显增大。
Description
技术领域
本发明涉及减振器，具体是涉及用黏性物质作为减振介质的减振器。
背景技术
粘滞阻尼器就结构而言相当于工作介质为黏性物质的活塞缸，广泛应用于机械、建筑等领域。粘滞阻尼器的控制机理是利用工作介质在压缩变形或高速流动的过程中将由结构传递而来的部分能量转化为热能耗散掉，达到缓解外载的冲击、减小结构振动、保护结构安全的目的。
专利号为02260101.5的实用新型专利披露了一种“粘滞阻尼器”，它是由缸体、活塞、活塞杆和缸盖构成的双活塞杆的等行程的活塞缸，其中，所述的缸体内填充有黏性阻尼材料；所述的活塞与缸体之间设有一阻尼间隙，当作用在活塞杆上由振动产生的外力推动活塞左右移动时，所述的阻尼材料高速流过阻尼间隙便将振动所产生的机械能转变为热能耗散，从而实现减振的目的。专利号为200420073009.7的实用新型说明书中披露了另一种“变间隙式粘滞阻尼器”，该阻尼器是在上述专利的基础上改进而来的，其改进之处在于缸体内壁采用变缸径曲面设计，活塞与缸体内壁之间的阻尼间隙随着活塞由缸体中部向两端移动而由大变小，阻尼系数在此过程中相应地由小变大。上述两种黏滞阻尼器，前者具有结构简单、体积小、阻尼效果好等特点，后者具有阻尼系数随建筑结构相对位移的增大而增大的特点。但是上述两种技术方案存在以下的缺点：
1.初始刚度小。阻尼器的初始刚度小，会导致结构的稳定性较差，当外界输入的载荷还没达到设定的大小时，该结构也会产生晃动。
2.密封效果不好。依靠设在活塞杆与缸盖的密封件密封，且工作时活塞杆与密封件之间存在相对运动，极易磨损而泄漏，尤其是密封材料老化或者运动部件的表面精度低时更容易出现漏液现象。
发明内容
鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提高粘滞阻尼器的初始刚度。
本发明解决上述问题的技术方案如下：
一种粘滞阻尼器，该阻尼器的缸体两端的端盖为弹性体，两弹性体与缸体和活塞杆高温硫化成一体；其中，所述弹性体由环形的粘弹性材料层与环形的薄钢板层交替叠合高温硫化形成；所述的两弹性体的直径与宽度之比为：2～4。
为了加强所述弹性体活塞杆之间的连接，防止阻尼器在受到较大载荷时活塞杆与弹性体产生相对滑动，所述活塞杆与弹性体相配合的部位设有轴向限位结构，该结构由活塞杆径向扩张形成的环形凸起嵌入弹性体的粘弹性材料层内构成，或者由弹性体的粘弹性材料层伸进活塞杆径向收缩形成的环形沟槽内构成。
本发明所述粘滞阻尼器，其中所述的环形凸起的横截面可以是矩形，也可以是锯齿形。
本发明所述粘滞阻尼器，其中所述的环沟槽的横截面可以是矩形，也可以是锯齿形。
本发明的有益效果如下：
1.缸体两头的弹性体与缸体和活塞杆硫化成一体，本身就构成了一种叠层橡胶阻尼器，因此本发明所述的粘滞阻尼器即相当于由叠层橡胶阻尼器与粘滞阻尼器复合而成，整体的初始刚度明显增大。
2.由于缸体两端的端盖为弹性体，且与缸体和活塞杆硫化成一体，缸体与活塞在设计范围内相对运动时，所述的弹性体与缸体和活塞杆均不会产生相对运动，因此可完全避免黏性阻尼材料的漏液问题，同时也大大降低了活塞杆的表面粗糙度要求。
附图说明
图1～4为本发明所述粘滞阻尼器一种具体结构示意图；其中，图1为主视图，图2为图1的A-A剖视图，图3为图1的I处局部放大图，图4为图1的II处局部放大图。
图5为本发明所述粘滞阻尼器第二种具体结构示意图。
图6为本发明所述粘滞阻尼器第三种具体结构的局部剖视图。
图7为本发明所述粘滞阻尼器第四种具体结构的局部剖视图。
图8为本发明所述粘滞阻尼器第五种具体结构的局部剖视图。
图9和图10为本发明所述粘滞阻尼器第六种具体结构示意图，其中图9是主视图，图10是图9的B-B剖视图。
具体实施方式
参见图1～4，本实施例的粘滞阻尼器由圆筒形缸体1、活塞2、活塞杆3、弹性体5和阻尼介质4组成。其中，活塞2的中心设有一通孔，活塞杆3由此通孔穿过并与之焊接成一体；活塞2的径向边缘与缸体1之间设有阻尼间隙6(见图3)；弹性体5设置于缸体1的两端(相当于端盖)，并与缸体1和活塞杆3通过高温硫化成一体；所述的弹性体5由环形的橡胶材料层5-1与环形的薄钢板层5-2交替叠合高温硫化形成(见图4)，其直径与宽度之比为2～4；缸体1上设有灌注孔，阻尼材料4经所述的灌注孔灌入缸体1的内腔中，由焊接于所述的灌注孔中的塞体7密封。所述的阻尼介质4为硅油，它充满缸体1的内腔。
参见图5，本实施例中，活塞杆3与弹性体5相配合的部位设有轴向限位结构3-1，该结构由活塞杆3径向扩张形成的横截面为矩形的环形凸起嵌入弹性体5的粘弹性材料层5-1内构成。本例中，弹性体5的直径与宽度之比为2～4。
见图6，上述图5所示实施例中，所述的轴向限位结构3-1也可以是：由弹性体5的粘弹性材料层5-1伸进活塞杆3径向收缩形成的横截面为矩形的环形沟槽内构成。
见图7，上述图5所示实施例中，所述的环形凸起的横截面为锯齿形。
见图8，上述图6所示实施例中，所述的环形凹槽的横截面为锯齿形。
见图9和图10，本实施例中，活塞2的数量为3个，它们与活塞杆焊接在一起并均匀分布于缸体1内；所述的活塞2与缸体1之间设有阻间隙外，活塞2上还设有阻尼孔8，该阻尼孔8环绕活塞杆均匀分布。上述阻尼间隙和阻尼孔的横截面积之和与活塞2横截面积的比例为20％～40％。增加活塞数量(相当于增大活塞的宽度)使得阻尼材料所流过的阻尼间隙的长度加大，有利于增大耗能量。在阻尼间隙(包括阻尼孔)横截面积与活塞2横截面积的比例一定的情况下，增加阻尼孔的数量，使得阻尼材料流过阻尼孔时的接触面积增大，同样也有利于增大耗能量。
上述图5、图6、图7、图8所示的实施例及图9和10所示的实施例上述以外的结构和实施方法与图1～4所示的实施例相同。
Claims (6)
1.一种粘滞阻尼器，其特征在于，该阻尼器的缸体(1)两端的端盖为弹性体(5)，两弹性体(5)与缸体(1)和活塞杆(3)高温硫化成一体；其中，
所述弹性体(5)由环形的粘弹性材料层(5-1)与环形的薄钢板层(5-2)交替叠合高温硫化形成；
所述的两弹性体(5)的直径与宽度之比为：2～4。
2.根据权利要求1所述的一种粘滞阻尼器，其特征在于，所述活塞杆(3)与弹性体(5)相配合的部位设有轴向限位结构(3-1)，该结构由活塞杆(3)径向扩张形成的环形凸起嵌入弹性体(5)的粘弹性材料层(5-1)内构成，或者由弹性体(5)的粘弹性材料层(5-1)伸进活塞杆(3)径向收缩形成的环形沟槽内构成。
3.根据权利要求2所述的一种粘滞阻尼器，其特征在于，所述的环形凸起的横截面为矩形。
4.根据权利要求2所述的一种粘滞阻尼器，其特征在于，所述的环沟槽的横截面为矩形。
5.根据权利要求2所述的一种粘滞阻尼器，其特征在于，所述的环形凸起的横截面为锯齿形。
6.根据权利要求2所述的一种粘滞阻尼器，其特征在于，所述的环形凹槽的横截面为锯齿形。
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