CN102628729A - 一种用于改造小型振动台的传动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于改造小型振动台的传动装置，属于土木工程结构实验设备改造技术领域。其特征是：由水平振动主动板，传动滚珠及可拆卸滑道，竖向振动从动板以及限制从动板水平位移的固定装置组成。主动板水平振动时通过主动板与从动板滑道交错而产生的对传动滚珠的挤压力使传动滚珠在可拆卸滑道中运动，并通过传动滚珠运动时可拆卸滑道滑槽高度变化实现竖向高度变化的目的，使水平振动台实现竖向振动。通过主动板滑道V型轨道在拐点突变使滚珠经过拐点产生竖向速度突变实现加载竖向速度脉冲。本发明的效果和益处是便于制作，工作原理明确，安全可靠，减少振动台试验成本，具有很好的应用前景。

Description

一种用于改造小型振动台的传动装置

技术领域

本发明属于土木工程结构实验设备技术领域，涉及到一种土木工程结构试验领域中改造小型振动台的传动装置，特别涉及到一种实现将水平向振动转化为竖向振动并实现加载竖向速度脉冲的传动装置。

背景技术

目前，土木工程结构试验领域中，振动台的使用越发频繁，而实验所用的振动台按体形和功能可大致分为大型振动台和小型振动台。大型振动台功能丰富但对实验场地空间要求大，且价格高昂，实验投入的一次性成本巨大。小型振动台功能有限，一般无法实现竖向振动的模拟，但是占地小，方便实验，成本低廉。

发明内容

本发明目的是提供一种用于改造小型振动台的传动装置及其安装使用方法，解决了土木工程结构抗震试验中模拟竖向震动成本高昂问题，并实现加载竖向速度脉冲。

本发明的技术方案是：

一种用于改造小型振动台的传动装置，由水平振动主动版、传动滚珠、可拆卸滑道、竖向振动从动板以及限制从动板水平位移的固定装置组成。通过机械传动的方法，使实验室水平振动台实现竖向振动并实现加载竖向速度大脉冲：在水平振动台上安装带有滑槽的主动板，并通过传动滚珠与带有滑槽的从动板相接触。当振动台水平振动时，限制从动板的水平位移，两板滑道对传动滚珠产生挤压力，使得传动滚珠在滑道中沿滑道相对运动。由于滑槽深度变化，滚珠产生竖向位移变化，引起从动板竖向振动。由于从动板滑槽的约束作用，使得四个主动板滑槽中的四个传动滚珠在主动板滑槽中位置相同，保证了从动板板面水平不发生倾斜。通过调整主动板上可拆卸滑道与水平振动方向的角度使水平振动转换竖向振动幅值放大倍数具有可调功能，

本发明特征技术如下：

水平振动主动板，材料选用有机玻璃，打孔并用螺栓固定在振动台台面上，在板面上安装可拆卸滑道的位置打螺栓孔。

可拆卸滑道，两侧分别留有两个螺栓孔与主动板的螺栓孔对齐，用螺栓将可拆卸滑道固定在主动板上，可以根据主动板上螺栓孔位置的不同调整滑道与主动板振动方向的角度以达到实现放大竖向振动幅值的目的。可拆卸滑道共有四个，分两组左右对称地安装在主动板板面上，一组的两个滑道相互平行。可拆卸滑道剖面呈V字形，分三段，第一段与第三段是对称的直线段，第二段是光滑连接第一段与第三段的圆弧段，传动滚珠在滑道上滑动时滚珠球心轨迹是一条折线。可拆卸滑道剖面高度变化，使得传动滚珠在轨道内运动时产生竖向位移分量，带动从动板竖向振动，并且传动滚珠在V字形轨道中间运动轨迹有突变，产生竖向速度突变，进而实现加载竖向速度脉冲。

竖向振动从动版，材料选用有机玻璃，垂直于主动板振动方向的一边长于主动板，以方便限制从动板水平位移。从动板下板面上的从动板滑道是两条平行的直线滑道固定于从动板上，且两条滑道以与从动板长边平行的中轴线为对称轴左右对称，主动板上四个可拆卸滑道与从动板滑道之间用四个大小相等的传动滚珠连接，传动滚珠的材料用高强度的钢材。

限制从动板水平位移的固定装置，由有机玻璃块、受拉钢管、钢架柱组成，有机玻璃块，共有四块分布在从动板的四角，在与从动板接触的一侧安装竖直方向的滑道，同样在从动板与有机玻璃块接触的位置安装竖直方向滑道，两个滑道之间用滚珠连接，保证在限制从动板水平位移时，减小竖向振动受到的摩阻。有机玻璃块的内部水平方向打有两组互相垂直的孔洞，受拉钢管穿过孔洞将四个有机玻璃块连成整体，受拉钢管端部用螺帽拧紧，钢架柱一端与位于从动板短边两侧的受拉钢管焊接，另一端用长螺栓固定在地面上。

本发明的效果和益处是：

本发明可用于土木工程结构抗震试验，实现将小型振动台水平向振动转化为竖向振动并实现加载竖向脉冲，便于制作，工作原理明确，安全可靠，减少振动台试验成本，方便实验的进行，具有很好的应用前景和市场价值。

附图说明

图1是一种用于改造小型振动台的传动装置的正立面示意图。

图2是一种用于改造小型振动台的传动装置的俯视图。

图3是水平振动主动板振动时交错滑道与滚珠之间的相对位置示意图。其中，(a)(b)(c)是水平振动主动板运动到不同位置时滚珠与滑道之间的相对位置的平面示意图，(e)(d)(f)是分别与之对应的立面示意图。

图4是主动板V字形可拆卸滑道沿滚珠运动方向的剖面图。其中，第一段(1)与第三段(3)是对称的直线段，第二段(2)是光滑连接第一段(1)与第三段(3)的圆弧段。

图5是一种用于改造小型振动台的传动装置的限制从动板水平位移装置的与地面固定的钢架柱的立体图。

图中：1振动台台面；2主动板；3从动板；4从动板滑道；5传动滚珠；6可拆卸滑道；7有机玻璃块；8受拉钢管；9螺帽；10钢架柱；11滚珠。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

水平振动主动版2，的材料选用有机玻璃，用螺栓固定振动台台面1上。在有机玻璃水平振动主动版上打多组孔洞，用于将可拆卸滑道6固定在主动板上，且可以根据主动板上孔洞位置的不同调整可拆卸滑道与主动板振动方向的角度以达到实现放大竖向振动幅值的目的。竖向振动从动版3的材料同样选用有机玻璃，从动板滑道4是两条平行的直线轨道固定于从动板上。主动板与从动板之间靠滑道交错对滚珠产生挤压实现传动，传动滚珠5的材料选用高强度钢材。由于可拆卸滑道剖面高度变化，传动滚珠在滑道内运动时产生竖向位移分量，带动从动板竖向振动。可拆卸滑道剖面分三段，呈V字形：第一段(1)与第三段(3)是对称的斜直线段，中间段是光滑连接第一段与第三段的圆弧段(2)。如此，使得传动滚珠在可拆卸滑道中的运动轨迹为折线，在轨道中间运动轨迹有突变，实现竖向速度大脉冲。竖向振动从动板在垂直于主动板振动方向上的一边长于主动板，并在从动板四角安装竖向滑道，通过滚珠11与有机玻璃块7连接。有机玻璃块的内部水平方向打两组互相垂直的孔洞，从动板长边一侧的一组孔洞穿过两条受拉钢管8，从动板短边一侧的一组孔洞穿过四条受拉钢管，受拉钢管端部由螺帽9拧紧，使四块有机玻璃块连成整体。将钢架柱10一端与从动板短边一侧的四条受拉钢管焊接，钢架柱的另一端用长螺栓固定在地面上。

Claims (2)

1.一种用于改造小型振动台的传动装置，由水平振动主动版(2)、传动滚珠(5)、可拆卸滑道(6)、竖向振动从动板(3)以及限制从动板水平位移的固定装置组成，其特征是：水平振动主动板(2)，打孔并用螺栓固定在振动台台面(1)上，在板面上安装可拆卸滑道(6)的位置打螺栓孔；可拆卸滑道(6)的两侧分别留有两个螺栓孔与主动板(2)的螺栓孔对齐，用螺栓将可拆卸滑道(6)固定在主动板上，可拆卸滑道(6)共有四个，分两组左右对称地安装在主动板(2)板面上，一组的两个可拆卸滑道(6)相互平行；竖向振动从动版(3)，垂直于主动板振动方向的一边长于主动板，从动板(3)下板面上的从动板滑道(4)是两条平行的直线滑道固定于从动板上，且两条从动板滑道(4)以与从动板长边平行的中轴线为对称轴左右对称，主动板(2)上四个可拆卸滑道(6)与从动板滑道(4)之间用四个大小相等的传动滚珠(5)连接；限制从动板水平位移的固定装置，由有机玻璃块(7)、受拉钢管(8)、钢架柱(10)组成，有机玻璃块(7)，共有四块分布在从动板的四角，在与从动板(3)接触的一侧安装竖直方向的滑道，同样在从动板(3)与有机玻璃块(7)接触的位置安装竖直方向滑道，两个滑道之间用滚珠(11)连接，有机玻璃块(7)的内部水平方向打有两组互相垂直的孔洞，受拉钢管(8)穿过孔洞将四个有机玻璃块(7)连成整体，受拉钢管端部用螺帽(9)拧紧，钢架柱(10)一端与位于从动板短边两侧的受拉钢管(8)焊接，另一端用长螺栓固定在地面上。

2.根据权利要求1所述的一种用于改造小型振动台的传动装置，其特征是：所述的可拆卸滑道(6)剖面呈V字形，分三段，第一段与第三段是对称的直线段，第二段是光滑连接第一段与第三段的圆弧段，传动滚珠(5)在可拆卸滑道(6)上滑动时传动滚珠(5)球心轨迹是一条折线。

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