CN105839806B - 一种碟形弹簧粘弹性减隔振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种碟形弹簧粘弹性减隔振装置，包括相互对称设置的上钢板和下钢板，下钢板上固定有同轴设置的外钢筒和内钢筒，内钢筒外从下到上套设有依次固定连接的多个碟形弹簧对和环形钢筒，环形钢筒固定连接上钢板，蝶形弹簧对与外钢筒之间、环形钢筒与外钢筒之间以及环形钢筒与内钢筒之间均填充有粘弹性材料，且粘弹性材料与碟形弹簧对、外钢筒、内钢筒以及环形钢筒均通过硫化方式连接。本发明装置将碟形弹簧和粘弹性材料很好的结合起来，使装置在振动过程中具有很大的受压承载力和优越的耗能能力，既能保证在竖向上提供足够的刚度，满足承载能力要求，同时又能在受拉、受压以及受扭时耗散振动能量，实现很好的减振效果。

Description

一种碟形弹簧粘弹性减隔振装置
技术领域
本发明涉及一种可用于减小结构振动的被动减隔振装置，具体涉及一种碟形弹簧粘弹性减隔振装置。
背景技术
工程结构在外界激励作用下会发生振动，过大的振动会导致结构的损伤、甚至倒塌破坏，造成重大的人员伤亡和经济损失。如何有效控制结构的振动，减小结构的动力响应，是一个重要的研究领域。目前结构振动控制装置主要分为主动、半主动、被动和混合控制，其中被动控制技术由于其具有简单、经济、实用等优良特性，在该领域得到了非常广泛的应用。
常用的被动控制技术主要以基于粘弹性材料或粘滞流体研发的各种被动减振装置为代表，但是基于粘滞流体的减振装置存在密封困难的问题，限制了其使用范围。粘弹性材料性能稳定，具有大阻尼特性，耗能能力强，因此广泛应用于结构的减振控制中。然而在实际结构的减振控制中，不但要求装置具有大阻尼特性，同时还要具有很大的刚度，满足承载力要求。但是基于粘弹性材料的普通粘弹性阻尼器是不能提供大承载力的，因此必须在减振装置构造上寻求创新。
碟形弹簧在截面上一般呈锥形，具有很大的刚度，可以满足承载能力的要求。在外荷载作用下发生变形并存储一定的势能，缓冲吸振能力强。而且碟形弹簧呈薄片型，容易形成组合件。因此，如能充分结合碟形弹簧和粘弹性材料的各自优点，采用合理的构造措施，便能确保装置在振动过程中具有很大的受压承载力以及优越的耗能能力。
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种碟形弹簧粘弹性减隔振装置，该装置在振动过程中具有很大的受压承载力和优越的耗能能力，能够对结构的振动起到很好的减隔振效果。
发明内容：为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：
一种碟形弹簧粘弹性减隔振装置，包括相互对称设置的上钢板和下钢板，所述下钢板上固定有同轴设置的外钢筒和内钢筒，所述内钢筒外从下到上套设有依次固定连接的多个碟形弹簧对和环形钢筒，所述环形钢筒固定连接上钢板，所述蝶形弹簧对与外钢筒之间、环形钢筒与外钢筒之间以及环形钢筒与内钢筒之间均填充有粘弹性材料，且粘弹性材料与碟形弹簧对、外钢筒、内钢筒以及环形钢筒之间均通过硫化方式连接。
其中，所述碟形弹簧对为两个蝶形弹簧通过对合的方式叠加在一起，两个对合的蝶形弹簧的外径边沿焊接在一起。
其中，所述上钢板与环形钢筒之间、内钢筒与下钢板之间以及外钢筒与下钢板之间均采用螺纹连接或焊接连接。
其中，每个所述蝶形弹簧的横截面呈梯形。
其中，最上端的蝶形弹簧内径边沿与环形钢筒的底部边沿焊接在一起。
其中，相邻所述蝶形弹簧对通过将接触面的两个蝶形弹簧的内径边沿焊接在一起。
有益效果：本发明减隔振装置将碟形弹簧和粘弹性材料很好的结合起来，使装置在振动过程中具有很大的受压承载力和优越的耗能能力，既能保证在竖向上提供足够的刚度，满足承载能力要求，同时又能在受拉、受压以及受扭时耗散振动能量，从而实现很好的减振效果，进而减小结构的变形、延缓甚至阻止结构的破坏。
附图说明
图1为本发明碟形弹簧粘弹性减隔振装置的结构示意图；
图2为本发明碟形弹簧粘弹性减隔振装置中蝶形弹簧对的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的技术方案进行详细说明。
如图1～2所示，本发明碟形弹簧粘弹性减隔振装置，包括相互对称设置的上钢板1和下钢板2，下钢板2上固定有同轴设置的外钢筒3和内钢筒4，外钢筒3为圆柱形空心钢筒，内钢筒4为圆柱形实心钢筒，内钢筒4外从下到上套设有依次固定连接的多个碟形弹簧对6和环形钢筒5，环形钢筒5固定连接上钢板1，蝶形弹簧对6与外钢筒3之间、环形钢筒5与外钢筒3之间以及环形钢筒5与内钢筒4之间均填充有粘弹性材料7，且粘弹性材料7与碟形弹簧对6、外钢筒3、内钢筒4以及环形钢筒5之间均通过高温高压硫化方式粘结，上钢板1与环形钢筒5之间、内钢筒4与下钢板2之间以及外钢筒3与下钢板2之间均采用螺纹连接或焊接连接。
其中，碟形弹簧对6为两个蝶形弹簧8通过对合的方式叠加在一起，蝶形弹簧8的横截面呈梯形，两个对合的蝶形弹簧8的外径边沿焊接在一起；最上端的蝶形弹簧8内径边沿与环形钢筒5的底部边沿焊接在一起；相邻蝶形弹簧对6通过将接触面的两个蝶形弹簧8的内径边沿焊接在一起；碟形弹簧对6与下钢板2自由搁置。本发明装置中碟形弹簧8的片数以及尺寸、型号根据装置可利用空间大小以及上部结构荷载大小确定，具体取值可参考碟形弹簧手册选取。
本发明装置利用粘弹性材料7的剪切和拉压变形而耗散振动能量；装置受压时一方面通过碟形弹簧对6之间的粘弹性材料7产生压缩变形耗散能量，同时还通过外钢筒3和碟形弹簧对6之间、环形钢筒5和外钢筒3之间以及环形钢筒5和内钢筒4之间的粘弹性材料7发生剪切变形耗散振动能量；装置受拉时通过外钢筒3和碟形弹簧对6之间、环形钢筒5和外钢筒3之间以及环形钢筒5和内钢筒4之间的粘弹性材料7发生剪切变形耗散振动能量；装置受扭时通过环形钢筒5和外钢筒3之间以及环形钢筒5和内钢筒4之间的粘弹性材料7发生剪切变形而耗散振动能量。外钢筒3和碟形弹簧对6之间、环形钢筒5和外钢筒3之间以及环形钢筒5和内钢筒4之间的粘弹性材料7的厚度为5～30mm。
本发明减隔振装置安装于结构底部，当装置在外荷载作用下发生变形时，上钢板1与环形钢筒5随着外界激励作用运动，从而使碟形弹簧对6和粘弹性材料7发生变形，耗散振动能量，减小结构的变形、延缓甚至避免结构的破坏。
本发明装置中的碟形弹簧对6和粘弹性材料7封装在内钢筒4、外钢筒3以及环形钢筒5所形成的腔体内，从而避免了其直接与外界环境接触，提高抗腐蚀和抗老化性能，进而延长其使用寿命。
本发明减隔振装置将碟形弹簧8和粘弹性材料7很好的结合起来，不但充分利用了碟形弹簧8承载力大、缓冲吸振能力强的优点，而且通过与粘弹性材料7的高温硫化，使碟形弹簧8与粘弹性材料7连成一个整体，从而装置在振动过程中具有很大的受压承载力和优越的耗能能力。在外界激励作用下，装置中粘弹性材料将产生剪切变形和拉压变形，耗散振动能量，从而减小结构的变形、延缓甚至阻止结构的破坏。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (2)

1.一种碟形弹簧粘弹性减隔振装置，其特征在于：包括相互对称设置的上钢板和下钢板，所述下钢板上固定有同轴设置的外钢筒和内钢筒，所述内钢筒外从下到上套设有依次固定连接的多个碟形弹簧对和环形钢筒，所述环形钢筒固定连接上钢板，所述蝶形弹簧对与外钢筒之间、环形钢筒与外钢筒之间以及环形钢筒与内钢筒之间均填充有粘弹性材料，且粘弹性材料与碟形弹簧对、外钢筒、内钢筒以及环形钢筒之间均通过硫化方式连接；所述碟形弹簧对为两个蝶形弹簧通过对合的方式叠加在一起，每个蝶形弹簧的横截面呈梯形，两个对合的蝶形弹簧的外径边沿焊接在一起，相邻蝶形弹簧对通过将接触面的两个蝶形弹簧的内径边沿焊接在一起，最上端的蝶形弹簧内径边沿与环形钢筒的底部边沿焊接在一起，碟形弹簧对与下钢板自由搁置。
2.根据权利要求1所述的碟形弹簧粘弹性减隔振装置，其特征在于：所述上钢板与环形钢筒之间、内钢筒与下钢板之间以及外钢筒与下钢板之间均采用螺纹连接或焊接连接。
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