CN102102401B - 复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置 - Google Patents

复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种复合密封式谐质量阻尼器减振控制装置，用于建筑结构或机电设备的风振或地震响应减振控制，属于结构振动控制技术领域。复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置主要包括调谐质量块、弹簧、粘滞液体和转轮，粘滞液体填充于密封的围护腔中用于提供阻尼，调整可调质量块和弹簧刚度可以改变自身频率，质量块顶端和底端的万向转轮可保证各个方向的减振控制效果同时避免质量块的抖动。本发明传力途径及控制目标明确，控制可调，容易启动，适用范围广，安装简单，全封闭工作，一旦调试安装完成可实现免维护，耐久性好，具有很高的应用推广价值。

Description

复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置
技术领域
本发明涉及一种复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，用于风振或地震反应的振动控制，属于结构振动控制技术领域。
背景技术
调谐质量减振控制属于结构被动控制。作为调谐质量减振控制装置中的核心部件，调谐质量阻尼器Tuned Mass Damper，简称TMD是附加在主结构中的一个子结构，由质量块、弹簧、阻尼装置组成。当存在外在激励时，TMD系统相对运动产生的惯性力反作用到结构上，对结构的振动产生控制，TMD系统中的阻尼器也将发挥耗能作用，从而达到减小结构振动反应的目的。TMD对建筑功能影响较小，且便于安装、维修和更换。与传统的结构相比，采用TMD作为结构抗环境干扰的防御体系还可以降低工程建设投资。因此，TMD日益受到人们的青睐。目前TMD已成功应用于控制结构风振和地震反应。
常见的TMD可分为支撑式TMD和悬吊/挂式TMD。2007年3月14日授权公告、公开号为CN2878558Y的发明提出了一种悬吊式调谐质量阻尼器减振控制装置，采MD需能够向质量块提供一个具有适当摩擦的支承面，使质量块在较小激励下能够相对主结构滑动，特别是当用于风振控制或改善使用舒适度时，这一问题更为重要。不管是支撑式TMD还悬吊式TMD，质量调谐装置均暴露于工作环境中，容易受到环境的影响，需要人工保养和维护，同时均需要附加阻尼装置以保证控制装置的减振控制效果。发明更稳定、更高效和更容易使用的TMD控制装置对于调谐质量控制技术的应用推广具有重大意义。
发明内容
本发明针对现有TMD控制装置需附加阻尼装置、弹簧及滑动装置的锈蚀、暴露于工作环境而可能影响控制性能的问题，提出一种全封闭、免维护的新型调谐质量阻尼器减振控制装置，该装置通过直接向TMD腔体内注入粘滞介质提供阻尼，无需附加阻尼装置，减少了阻尼装置的安装工序，保证控制效果的同时简化了TMD控制装置的加工，解决了弹簧、转轮等的润滑、防锈等问题。
本发明采用如下的技术方案：
复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，包括盖板1、质量块2、可调质量块3、弹簧4、粘滞液体6、转轮8及围护板10，其特征在于：盖板1、围护板10、密封垫12及注液孔封堵13组成完全密封的腔体；密封腔体内设置有质量块2，可调质量块3与质量块2连接，质量块2上对称布置有弹簧4，弹簧4通过弹簧挂钩5分别与质量块2、密封腔体10的内腔壁相连接，质量块2的上下表面安装有万向转轮8，万向转轮8同时与腔体的上下内壁贴合，腔体内填充粘滞液体6作为阻尼介质，腔体上设置有注入粘滞液体6用的注液孔7。
所述的腔体几何外形可为圆柱体或是长方体，腔体上设置有与主体结构连接用的连接螺栓孔9。
质量块2采用铸钢或铸铁，可调质量块3采用钢块或是铅块。
粘滞液体6采用耐候性好并具有合理粘度的硅油。
所述的万向转轮8与质量块2焊缝连接。
可调质量块3与质量块2之间，盖板1和围护板10之间均采用螺栓连接。
复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置构造如图1所示：包括盖板1、质量块2、可调质量块3、弹簧4、弹簧挂钩5、粘滞液体6、注液孔7、转轮8、连接螺栓9及维护板10。通过增加或是减少质量块可实现质量块3的质量微调，操作方便；粘滞液体6的粘度调整可满足不同的阻尼需要而无需附加阻尼装置，万向转轮8可保证各个方向的控制效果的同时防止质量块的抖动。
本发明的益处和效果在于通过可调质量、粘滞液体、万向转轮分别实现了调谐质量可调、无需附加阻尼装置、易于启动、各个方向控制同时避免质量块抖动，并将整个控制装置置于密封的工作环境，避免了环境干扰，保证控制效果的同时实现了免维护，能够满足实际工程对TMD控制装置的要求，具有广阔的应用前景和很高的实用价值。
附图说明
图1为复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置构造示意图。
图2为复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置实施例一示意图。
图3为实施例一中的转轮及注液孔位置示意图。
图4为复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置实施例二示意图。
图5为实施例二中的转轮及注液孔位置示意图。
图中，1-盖板，2-质量块，3-可调质量块，4-弹簧，5-弹簧挂钩，6-粘滞液体，7-注液孔，8-转轮，9-连接螺栓孔，10-围护板，11-密封螺栓，12-密封垫
具体实施方式
实施例一
复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置实施例一构造示意见图2和图3，包括盖板1、质量块2、可调质量块3、弹簧4、粘滞液体6、转轮8及维护板10等。其中，盖板1、腔体10及密封垫(12)组成全密封腔体，通过连接螺栓9与主体结构相连；可调质量块3与质量块2螺栓连接与质量块2的凹槽中，质量块2采用铸钢，可调质量3采用钢块或铅块，弹簧4通过弹簧挂钩分5别与质量块2、腔体10内侧连接，万向转轮8与质量块2焊缝连接或螺栓连接。粘滞液体6采用耐候性能好并具有合理粘度的硅油。待质量块3和弹簧4调试满足控制要求后，通过注液孔7注入粘滞液体6，盖板1和围护结构10之间设置密封垫，整体完成后采用螺栓进行密封处理。
实施例二：
复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置实施例二构造示意见图4和图5，本实施例与实施例一最大的不同在于密封腔体几何外形为圆柱体，质量块2和可调质量3块均采用圆形断面，弹簧4辐射状布置，以有效地控制各个方向的振动，其余实施措施同实施例一。

Claims (6)

1.复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，包括盖板(1)、质量块(2)、可调质量块(3)、弹簧(4)、粘滞液体(6)、万向转轮(8)及围护板(10)，其特征在于：盖板(1)、围护板(10)、密封垫(12)及注液孔封堵(13)组成完全密封的腔体；密封腔体内设置有质量块(2)，可调质量块(3)与质量块(2)连接，质量块(2)上对称布置有弹簧(4)，弹簧(4)通过弹簧挂钩(5)分别与质量块(2)、围护板(10)的内腔壁相连接，质量块(2)的上下表面安装有万向转轮(8)，万向转轮(8)同时与腔体的上下内壁贴合，腔体内填充粘滞液体(6)作为阻尼介质，腔体上设置有注入粘滞液体(6)用的注液孔(7)。
2.根据权利要求1所述的复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，其特征在于：所述的腔体几何外形为圆柱体或是长方体，腔体上设置有与主体结构连接用的连接螺栓孔(9)。
3.根据权利要求1所述的复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，其特征在于：质量块(2)采用铸钢或铸铁，可调质量块(3)采用钢块或是铅块。
4.根据权利要求1所述的复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，其特征在于：粘滞液体(6)采用耐候性好并具有合理粘度的硅油。
5.根据权利要求1所述的复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，其特征在于：所述的万向转轮(8)与质量块(2)焊缝连接。
6.根据权利要求1所述的复合密封式调谐质量阻尼器减振控制装置，其特征在于：可调质量块(3)与质量块(2)之间，盖板(1)和围护板(10)之间均采用螺栓连接。
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