CN104948631A - 一种并联式可调变摩擦阻尼器 - Google Patents

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李华
汤二枚
丁孙玮
杨俊�
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Upper Marine Material Vibration Damping Science And Technology Ltd
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Upper Marine Material Vibration Damping Science And Technology Ltd
Shanghai Institute of Materials
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    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00—Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/08—Vibration-dampers; Shock-absorbers with friction surfaces rectilinearly movable along each other
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Abstract

本发明涉及一种并联式可调变摩擦阻尼器，包括左球铰座、连接轴、摩擦活塞、摩擦缸体及右球铰座，连接轴左右两侧分别与左球铰座及摩擦活塞连接，摩擦缸体左端开口，右端与右球铰座连接，摩擦活塞滑动连接在摩擦缸体内，连接轴控制摩擦活塞在摩擦缸体内水平左右运动，连接轴、摩擦活塞及摩擦缸体组成可调变摩擦阻尼器，在左球铰座与右球铰座之间并联设置有多组可调变摩擦阻尼器。与现有技术相比，本发明的阻尼器能适应在小位移时，摩擦力较小；随着位移的增大，摩擦力也将逐步增大；实现小震少耗能，大震多耗能的功能，使其在小震或强风即可发挥耗能作用，从而保护结构的安全。

Description

一种并联式可调变摩擦阻尼器
技术领域
本发明涉及一种阻尼器，尤其是涉及一种并联式可调变摩擦阻尼器。
背景技术
摩擦阻尼器作为一种位移型消能减震装置，具有耗能能力强、摩擦机构简单、取材容易、造价低廉等诸多优点。因此，不仅在新建被动控制结构中广泛采用，也在现存的结构抗震加固及土木结构抗震性能优化中得到应用与大力推广。摩擦阻尼器的发展始于20世纪70年代末，随后为适应不同类型的建筑结构，国内外学者陆续研制开发了多种摩擦阻尼器，其摩擦力大小易于控制，可方便地通过调节预紧力大小来确定。
目前，国内外研究开发的摩擦阻尼器主要有：日本OILFS工业株式会社基于预紧摩擦副施加正压力原理开发的OILFS式摩擦阻尼器、Pall和Marsh研究开发的Pall摩擦阻尼器、日本Sumitomo金属公司基于铁道合金的阻尼装置开发的Sumitomo摩擦阻尼器、Pall型摩擦阻尼器改进型T形芯板摩擦阻尼器、以及上海材料研究所提出的新型变摩擦力阻尼器等一系列摩擦复合耗能器。
纵观摩擦阻尼器国内外研究现状，在国外对摩擦消能器的研究主要针对新型摩擦材料、新的应用方式、实用化设计。在国内，摩擦消能器的研究主要是针对基于Pall型摩擦消能器的性能改进。目前的摩擦阻尼器只能向结构系统提供单一摩擦力。当滑移摩擦力设定较高时，装置可能不起滑或滑动后可能产生不可复原的残余变形；如果摩擦力设定过低，则无法提供所需的阻尼力，会导致消能器的减振能力降低，限制了其减震效果和应用范围。这也是位移型消能减震共同的问题点。实际应用中，一般以结构在强震作用下的受力安全为前提，设定摩擦力大小；在小震或者强风条件下，由于设定的摩擦力过高，阻尼器不能发挥作用，降低了使用效率。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种并联式可调变摩擦阻尼器。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种并联式可调变摩擦阻尼器，包括左球铰座、连接轴、摩擦活塞、摩擦缸体及右球铰座，所述的连接轴左右两侧分别与左球铰座及摩擦活塞连接，所述的摩擦缸体左端开口，右端与右球铰座连接，所述的摩擦活塞滑动连接在摩擦缸体内，连接轴控制摩擦活塞在摩擦缸体内水平左右运动，所述的连接轴、摩擦活塞及摩擦缸体组成可调变摩擦阻尼器，在左球铰座与右球铰座之间并联设置有多组可调变摩擦阻尼器。
所述的摩擦活塞与摩擦缸体过盈配合且配有固体润滑。
所述的右球铰座通过连接件同时与多个并联布置的摩擦缸体连接。
所述的摩擦缸体沿着水平轴线长度方向分为高摩擦系数区、低摩擦系数区及高摩擦系数区，所述的高摩擦系数区与高摩擦系数区的摩擦系数为0.09-0.11，低摩擦系数区的摩擦系数为0.009-0.011。
所述的高摩擦系数区、高摩擦系数区及低摩擦系数区是通过选择不同的摩擦副材料实现的，并采用不同工艺磨削实现的。
通过设置不同的摩擦系数区，在摩擦运动的时候正压力一定的情况下产生高低不同的摩擦力，实现变摩擦力效果。
所述的摩擦活塞采用螺纹或者焊接连接于连接轴的中部位置。
与现有技术相比，本发明的阻尼器能适应在小位移时，摩擦力较小；随着位移的增大，摩擦力也将逐步增大；实现小震少耗能，大震多耗能的功能，使其在小震或强风即可发挥耗能作用，从而保护结构的安全。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明在应用时的结构示意图。
图中，1-左球铰座、2-高摩擦系数区、3-低摩擦系数区、4-高摩擦系数区、5-连接轴、6-摩擦活塞、7-摩擦缸体、8-连接件、9-右球铰座、10-变摩擦阻尼器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
一种并联式可调变摩擦阻尼器，如图1所示，包括左球铰座1、连接轴5、摩擦活塞6、摩擦缸体7及右球铰座9，连接轴5左右两侧分别与左球铰座1及摩擦活塞6连接，摩擦活塞6采用螺纹或者焊接连接于连接轴5的中部位置。摩擦缸体7左端开口，右端与右球铰座9连接，摩擦活塞6滑动连接在摩擦缸体7内，摩擦活塞6与摩擦缸体7过盈配合且配有固体润滑。连接轴5控制摩擦活塞6在摩擦缸体7内水平左右运动，连接轴5、摩擦活塞6及摩擦缸体7组成可调变摩擦阻尼器10，如图2所示，右球铰座9通过连接件8同时与多个并联布置的摩擦缸体7连接。在左球铰座1与右球铰座9之间并联设置有多组可调变摩擦阻尼器10。
摩擦缸体7沿着水平轴线长度方向分为高摩擦系数区2、低摩擦系数区3及高摩擦系数区4，高摩擦系数区2与高摩擦系数区4的摩擦系数为0.09-0.11，低摩擦系数区3的摩擦系数为0.009-0.011。
高摩擦系数区2、高摩擦系数区4及低摩擦系数区3是通过选择不同的摩擦副材料实现的，并采用不同工艺磨削实现的。通过设置不同的摩擦系数区，在摩擦运动的时候正压力一定的情况下产生高低不同的摩擦力，实现变摩擦力效果。
本发明在应用时，其结构如图2所示，采用多套变摩擦阻尼器并联组合成一套完整并联式可调变摩擦阻尼器的作为建筑的风(地震)能吸收装置，自然灾害台风(地震)等携带的巨大能量，通过并联式可调变摩擦阻尼器转化为低速、低频率和重载荷的摩擦运动。
上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种并联式可调变摩擦阻尼器，包括左球铰座(1)、连接轴(5)、摩擦活塞(6)、摩擦缸体(7)及右球铰座(9)，所述的连接轴(5)左右两侧分别与左球铰座(1)及摩擦活塞(6)连接，所述的摩擦缸体(7)左端开口，右端与右球铰座(9)连接，所述的摩擦活塞(6)滑动连接在摩擦缸体(7)内，连接轴(5)控制摩擦活塞(6)在摩擦缸体(7)内水平左右运动，所述的连接轴(5)、摩擦活塞(6)及摩擦缸体(7)组成可调变摩擦阻尼器(10)，其特征在于，在左球铰座(1)与右球铰座(9)之间并联设置有多组可调变摩擦阻尼器(10)。
2.根据权利要求1所述的一种并联式可调变摩擦阻尼器，其特征在于，所述的摩擦活塞(6)与摩擦缸体(7)过盈配合且配有固体润滑。
3.根据权利要求1所述的一种并联式可调变摩擦阻尼器，其特征在于，所述的右球铰座(9)通过连接件(8)同时与多个并联布置的摩擦缸体(7)连接。
4.根据权利要求1所述的一种并联式可调变摩擦阻尼器，其特征在于，所述的摩擦缸体(7)沿着水平轴线长度方向分为高摩擦系数区(2)、低摩擦系数区(3)及高摩擦系数区(4)，所述的高摩擦系数区(2)与高摩擦系数区(4)的摩擦系数为0.09-0.11，低摩擦系数区(3)的摩擦系数为0.009-0.011。
5.根据权利要求4所述的一种并联式可调变摩擦阻尼器，其特征在于，所述的高摩擦系数区(2)、高摩擦系数区(4)及低摩擦系数区(3)是通过选择不同的摩擦副材料实现的，并采用不同工艺磨削实现的。
6.根据权利要求1所述的一种并联式可调变摩擦阻尼器，其特征在于，所述的摩擦活塞(6)采用螺纹或者焊接连接于连接轴(5)的中部位置。
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