CN106400998A - 一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，其特征在于，导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中所述的预压钢丝绳以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔内，且每一根预压钢丝绳的一头绕所述的导向套的轴线对称固定在浮动反压钢板上，另一头穿绕过相对的一个钢丝绳变向元件后折回，然后从该预压钢丝绳在浮动反压钢板上的固定点旁穿过浮动反压钢板，由钢丝绳自锁张紧锚具固定在第二端盖上；将预压钢丝绳张紧至预设初始刚度所需张力，使圆柱形螺旋压缩弹簧始终夹持在驱动构件与浮动反压钢板之间。

Description

一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器

技术领域

本发明涉及一种建筑防振动(或震动)装置，具体涉及包含螺旋压缩弹簧的阻尼装置。

背景技术

阻尼器是以提供运动的阻力的方式耗减运动能量的装置。从二十世纪七十年代后，阻尼器从航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业逐步转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。螺旋弹簧由于具有载荷与变形呈线性关系的变刚度特性，因此被广泛用于隔震、减震等装置中。螺旋弹簧按使用方法分类，主要有拉簧、压簧，其中圆柱形螺旋压缩弹簧在阻尼器中的应用最普遍。但是，一只具体的圆柱形螺旋压缩弹簧，在有效的工作范围内只能工作在压缩状态。因此，现有用于抗风和抗地震的阻尼器至少要使用两只圆柱形螺旋压缩弹簧，或者与其它类型的阻尼器(如粘弹性阻尼器)复合。但是，这种使用多只圆柱形螺旋压缩弹簧或者与其它类型的阻尼器复合的方法会产生很多负面的问题，如：1、阻尼器的拉伸与压缩的阻尼特性不对称，影响隔震、减震效果；2、体积大，在狭小空间无法安装；3、结构复杂，生产困难，成本高；等等。

授权公告号为CN 204081122 U的实用新型专利申请公开了一种建筑用抗风减震弹簧阻尼器，该阻尼器将导向套内的两只弹性体(即两只圆柱形螺旋弹簧)分别连在中心轴上的中间限制组件上，当阻尼器受拉或受压时，其中一个弹性体受拉，另一弹性体受压，从而实现抗风减震。但是，该实用新型专利明显存在下述缺点：1、需要两只圆柱形螺旋弹簧，整个阻尼器的长度较长，不适合在距离较小的空间安装；2、在工艺上无法甚至不可能保证两只弹簧的刚度(包括拉伸刚度和压缩刚度)相等，因此风向不同减震效果即不同；3、无法改变阻尼器的刚度，达到预设抗风级别，降低减震成本的目的；4、一只圆柱形螺旋弹簧同时在拉伸与压缩两种状态下工作，现有弹簧的金属材料和生产工艺很难满足要求，只能通过缩小圆柱形螺旋弹簧的弹性变形范围来实现拉伸与压缩两种工作状态，这显然会造成资源浪费。

此外，在抗震工程中，阻尼器的初始刚度对于抗风载、抗低于设计地震烈度的地震和降低工程造价来说也是十分重要的。公开号为CN 102409777A的专利申请公开的“一种结构三维隔震和抗倾覆装置”，该装置包括设在叠层橡胶隔震支座下部的由圆柱形螺旋压缩弹簧构成的弹簧隔震支座，该支座主要虽然为一种三维隔震和抗倾覆装置，但是由于地震竖向波为双向的，因此该装置无法隔离瞬间地表向下移动的负向波。此外，该装置还存在无法改变阻尼器的刚度，达到预设抗震烈度，降低减震成本的目的。

公开号为CN101457553A的发明专利申请公开了一种“弹簧刚度可调式调谐质量减振器”，该减振器是一种复合阻尼器，通过改变质量块的厚度改变其特征频率，通过改变粘滞阻尼器的工作介质的流量改变其阻尼比，通过改变弹簧的有效工作长度改变其刚度，其中改变弹簧的有效工作长度的手段有三种，一是采用固化材料将弹簧位于固化筒内的一段固化，二是往螺旋弹簧的中心内塞入约束块，并二者过盈配合，使与约束块接触的一段弹簧失效，三是在约束块表面设置螺旋状凸起，将螺旋状凸起卡在弹簧丝之间，使弹簧丝之间卡有螺旋状凸起的一段弹簧失效。由此可见，该专利申请方案中的弹簧虽然可改变刚度，但所述的弹簧不仅有效工作长度明显缩短，而且只能压缩耗能减振，不能拉伸耗能减振。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器不仅保持了圆柱形螺旋压缩弹簧的有效工作长度，而且既可压缩耗能减振，又可拉伸耗能减振。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括导向套，该导向套的一头设有第一端盖，另一头设有第二端盖，内部同轴设有圆柱形螺旋压缩弹簧；一驱动构件由第一端盖中心伸进导向套内并作用在所述的圆柱形螺旋压缩弹簧上；其特征在于，

所述的导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中，

所述的浮动反压钢板设在圆柱形螺旋压缩弹簧与第二端盖之间；

所述的钢丝绳变向元件绕所述的导向套的轴线对称固定所述的驱动构件上；

所述的钢丝绳自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：

A)所述的第一自定心锁紧夹具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3～5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；

B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3～5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；

C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；

D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外侧，且第二锥形夹爪小头与第一锥形夹爪小头的指向一致；所述的平面轴承位于所述张紧螺套与锥套之间，所述的防扭压缩弹簧设在张紧螺套的内孔中；当预压钢丝绳由第一锥形夹爪的爪片之间经防扭压缩弹簧与平面轴承的中心孔以及第二锥形夹爪的爪片之间穿出后，在预压钢丝绳张力作用下，所述防扭压缩弹簧的一头作用在第一锥形夹爪上，另一头作用在锥套上；

所述的预压钢丝绳以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔内，且每一根预压钢丝绳的一头绕所述的导向套的轴线对称固定在浮动反压钢板上，另一头穿绕过相对的一个钢丝绳变向元件后折回，然后从该预压钢丝绳在浮动反压钢板上的固定点旁穿过浮动反压钢板，由钢丝绳自锁张紧锚具固定在第二端盖上；所述的浮动反压钢板上，在每一根预压钢丝绳穿过位置均设有穿过预压钢丝绳的通孔，该通孔的孔径大于所述预压钢丝绳的直径；

将预压钢丝绳张紧至设置初始刚度所需张力，使所述的圆柱形螺旋压缩弹簧始终夹持在驱动构件与浮动反压钢板之间。

上述阻尼器的工作原理如下：当动载荷沿导向套的轴线相对作用时，所述的驱动构件向下压缩圆柱形螺旋压缩弹簧；当动载荷沿导向套的轴线相背作用时，预压钢丝绳通过钢丝绳变向元件反向吊起浮动反压钢板压缩圆柱形螺旋压缩弹簧。由此可见，轴向动载荷无论相对还是相背作用在阻尼器上，都能压缩圆柱形螺旋压缩弹簧，使其发生弹性变形而耗能。

由上述工作原理可见，工作过程中所述的预压钢丝绳与所述浮动反压钢板上的通孔的孔壁不能产生摩擦，否则就会干扰浮动反压钢板的上下移动，因此所述通孔直径比所述预压钢丝绳的直径大多少，应以不干扰和影响浮动反压钢板的上下移动为宜。

上述方案中，所述的钢丝绳变向元件为常见的定滑轮或类似变向功能的吊环形构件，如吊环螺钉、U形构件等。

本发明所述的初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，其中所述的预压钢丝绳固定在浮动反压钢板上的一头可采用焊接固定，也可采用类似吊环螺钉系接固定。

本发明所述的阻尼器，可广泛用于各种一维的领域，如，机械设备内部振动的隔离、设备基础隔震、建筑结构的指抗震加固、大型建筑的抗震等。

本发明的初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器较现有技术具有以下效果：

(1)沿轴线施加外力，无论该外力为压力还是拉力，所述的圆柱形螺旋压缩弹簧均能产生弹性压缩变形而耗能；

(2)当动载荷大于阻尼器预设初始刚度的抵御能力后，本发明所述阻尼器双向弹性变形对称，因此不因外载荷的正负方向的变化而影响其压缩变形耗能的效果，为建筑结构抗风载等加固设计提供了便利条件；

(3)只要改变钢丝绳的长度即可改变整个阻尼器的初始刚度，外力在克服该初始刚度之前无法使阻尼器产生变形，因此将其用建筑物的竖向隔震时，可预设地震烈度，显著降低隔震成本；

(4)仅用一只螺旋压缩弹簧即可实现拉伸与压缩两种工作状态，显著缩短了阻尼器的长度。

(5)预设初始刚度过程中，所述圆柱形螺旋压缩弹簧的有效工作长度不变，不会改变圆柱形螺旋压缩弹簧原有的特性参数。

(6)采用钢丝绳自锁张紧锚具将预压钢丝绳的一头固定在第二端盖上，一是可对预压钢丝绳的长度进行调节，保证所有预压钢丝绳的张力平衡，二是利用防扭压缩弹簧和第一自定心锁紧夹具的联合作用，可有效防止预压钢丝绳在进行长度调节的过程中扭动而改变钢丝拉索的特性参数。

附图说明

图1～6为本发明所述螺旋弹簧阻尼器的一个具体实施例的结构示意图，其中，图1为主视图(图3C—C旋转剖)，图2为图1的A—A剖视图(省略预压钢丝绳)，图3为图1的B—B剖视图(省略预压钢丝绳)，图4为仰视图，图5为图1局部Ⅰ的结构放大图，图6为图1局部Ⅱ的结构放大图。

图7～11为图1～6所示实施例中钢丝绳自锁张紧锚具的一个具体实施例的结构示意图，其中，图7为主视图(剖视)，图中虚线表示预压钢丝绳，图8为仰视图，图9为图7的D—D剖面图，图10为图7的E—E剖面图，图11为图7的F—F剖视图。

图12～16为本发明所述螺旋弹簧阻尼器的第二个具体实施例的结构示意图，其中，图12为主视图(剖视)，图13为图12的G—G剖视图(省略预压钢丝绳)，图14为图12的H—H剖视图(省略预压钢丝绳)，图15为仰视图，图16为图13的I—I剖视放大图。

图17～21为本发明所述螺旋弹簧阻尼器的的第三个具体实施例的结构示意图，其中，图17为主视图(图19的L—L旋转剖)，图18为图17的J—J剖视图(省略预压钢丝绳)，图19为图17的K—K剖视图(省略预压钢丝绳)，图20为图17局部Ⅲ的结构放大图，图21为图17局部Ⅳ的结构放大图。

具体实施方式

例1

参见图1～6，本例所述的阻尼器为一种用于建筑物抗震的竖向隔震装置(也称竖向隔震支座)，它包括导向套1、第一端盖2、第二端盖3、圆柱形螺旋压缩弹簧4和反压装置。

参见图1～3，所述的导向套1为圆管状，其上端向内径向收缩形成中心具有导向孔的第一端盖2，下端向外径向延伸形成一法兰盘5。所述的第二端盖3的中部向上隆起形成倒置的脸盆状，四周的边缘设有安装孔6，所述的导向套1通过下端所设的法兰盘5固定在其隆起的中部的上表面。

参见图1～3，所述的驱动构件由动压板7和上连接板8组成，其中，上连接板8为圆盘状，边缘设有安装孔6，下端面的中心向下延伸起导向作用的凸台，该凸台由第一端盖2上所设的导向孔伸进导向套1内，并由螺钉与动压板7固定在一起。

参见图1～3，所述的圆柱形螺旋压缩弹簧4设在导向套1内，驱动构件中的动压板7作用在其上端面。参见图1，上连接板8与第一端盖2之间设有大于振幅的间隙14；为了避免振动过程中所述驱动构件的动压板7与第一端盖2之间产生撞击，所述动压板7与第一端盖2之间设有防撞间隙13。

参见图1～3，所述的反压装置设在导向套1内，其具体方案如下：

参见图1～6，所述的反压装置由三根预压钢丝绳9、三只作为钢丝绳变向元件的吊环螺钉10、一块浮动反压钢板11、固定预压钢丝绳9一头的另三只吊环螺钉10和三只钢丝绳自锁张紧锚具15组成。其中，

所述的浮动反压钢板11设在圆柱形螺旋压缩弹簧4与第二端盖3之间；

所述的三只作为钢丝绳变向元件的吊环螺钉10绕所述的导向套1的轴线对称固定所述驱动构件的动压板7上。

参见图7～11，每一钢丝绳自锁张紧锚具15由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧15-1和平面轴承15-2组成，其中：

所述的第一自定心锁紧夹具有一连接座15-3，该连接座15-3的边缘设有安装孔15-12，下端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台15-4，该凸台15-4的体内沿轴心线设有第一锥孔15-5，该锥孔内设有由3瓣爪片组成的第一锥形夹爪15-7，所述凸台15-4的外周面套设有张紧螺套15-6，二者之间螺纹连接；其中，所述第一锥形夹15-7的小头指向连接座15-3，所述张紧螺套15-6的外周面为正六边形；

所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套15-8，该锥套15-8的体内沿轴线依次设有一段第二锥孔15-13和一段螺纹孔；其中，第二锥孔15-13内设有由3瓣爪片组成的第二锥形夹爪15-9，所述的螺纹孔内设有空心螺栓15-10，空心螺栓15-10的头部与第二锥形夹爪15-9的大头相对，所述锥套15-8的外周面为正六边形；

所述的平面轴承15-2由滚珠—保持架组件15-11和分别设在张紧螺套15-6与锥套15-8相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件15-11中的滚珠相匹配；

所述第二自定心锁紧夹具位于张紧螺套15-6头部的外侧，且第二锥形夹爪15-9的小头与第一锥形夹爪15-7小头的指向一致；所述的平面轴承15-2位于所述张紧螺套15-6与锥套15-8之间，所述的防扭压缩弹簧15-1设在张紧螺套15-6的内孔中。当预压钢丝绳9由第一锥形夹爪15-7的爪片之间经防扭压缩弹簧15-1与平面轴承15-2的中心孔以及第二锥形夹爪15-9的爪片之间穿出后，在预压钢丝绳9张力作用下，所述防扭压缩弹簧15-1的一头作用在第一锥形夹爪15-7上，另一头作用在锥套15-8上。

参见图1和图6，所述钢丝绳自锁张紧锚具15的连接座15-3由螺钉固定在第二端盖3隆起的中部的下表面，且所述第二端盖3隆起的中部的下表面距离第二端盖3底面的距离大于所述钢丝绳自锁张紧锚具15的高度。

参见图1～6，所述浮动反压钢板11上绕导向套1的轴线对称设有三个吊环螺钉10；所述第二端盖3的外侧，在浮动反压钢板11上所设三个吊环螺钉10的相对位置旁相应设有三个所述钢丝绳自锁张紧锚具15；三根预压钢丝绳9以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧4中心孔内，且每一根预压钢丝绳9的一头系接固定在浮动反压钢板11上所设吊环螺钉10上，另一头穿绕过相对的一个作为钢丝绳变向元件的吊环螺钉10后折回，然后该预压钢丝绳9从其在浮动反压钢板11上的固定点旁边对应第二端盖3上所设钢丝绳自锁张紧锚具15的位置穿过浮动反压钢板11，由钢丝绳自锁张紧锚具15锚固于第二端盖3上；所述的浮动反压钢板11上，在每一根预压钢丝绳9穿过位置均设有穿过预压钢丝绳9的通孔12，该通孔12的孔径大于所述预压钢丝绳9的直径；所述的第二端盖3上，在每一根预压钢丝绳9穿过位置均设有锚固预压钢丝绳9的锚固孔3-1。

参见图1～6并结合图7～11，为了实现可预设初始刚度的目的，上述三根预压钢丝绳9的安装及张紧方法如下所述：(1)先根据阻尼器预设的初始刚度和圆柱形螺旋压缩弹簧4的特性参数，计算出预压钢丝绳9满足阻尼器初始刚度的张力；(2)按图1将所述阻尼器组装好，使每一根预压钢丝绳9的自相应的钢丝绳自锁张紧锚具15的第一锥形夹爪15-7、第二锥形夹爪15-9和空心螺栓15-10的中心孔中穿出；然后，(3)把露出的预压钢丝绳9的绳头系接在牵引张拉机上，并在牵引张拉的同时采用张力检测仪监视预压钢丝绳9的张力；当所述预压钢丝绳9张紧至预设初始刚度所需张力时，向前挪动第二自定心锁紧夹具，同时调节拧动张紧螺套15-6，使得平面轴承15-2被紧紧夹在所述张紧螺套15-6与锥套15-8之间，且防扭压缩弹簧15-1被压缩，其所产生的张力推动第一锥形夹爪15-7前移将预压钢丝绳9夹紧，尔后拧动所述的空心螺栓15-10将位于第二锥形夹爪15-9内预压钢丝绳9夹死；最后，移除牵引张拉机，截断多余的预压钢丝绳9，即可将圆柱形螺旋压缩弹簧4始终夹持在动压板7与浮动反压钢板11之间。

参见图1和图7～11，在安装阻尼器的施工过程中或日常维护过程中，如果发现某预压钢丝绳9的张力不足，即可拧动钢丝绳自锁张紧锚具15中的张紧螺套15-6进行调节。

参见图1～3，由于本例所述阻尼器是竖向隔震装置，因此在张紧预压钢丝绳9时则要使三根预压钢丝绳9的张力之和大于等于该阻尼器所承担静载荷，这样即可保证所述阻尼器的双向弹性变形对称。

在理想的条件下，地震的竖向波通过隔震装置向建筑传递时建筑物应该不会发生位移。基于此，本例所述建筑物抗震的隔震装置的工作原理如下：参见图1，当地震的竖向波所产生的动载荷克服了阻尼器的初始刚度时，如果该动载荷沿导向套1的轴线上推第二端盖3，动压板7的反作用力便向下压缩圆柱形螺旋压缩弹簧4，第二端盖3随地面上移而建筑物不动；如果该动载荷沿导向套1的轴线下拉第二端盖3，预压钢丝绳9则通过作为钢丝绳变向元件的吊环螺钉10反向吊起浮动反压钢板11，向上压缩圆柱形螺旋压缩弹簧4，第二端盖3随地面下移，但建筑物仍然不动。由此可见，当地震纵波使地面发生上下振动时均可压缩圆柱形螺旋压缩弹簧产生弹性变形而耗能。

例2

参见图12～16，本例所述的阻尼器也为一种用于建筑物抗震的竖向隔震装置，并在例1的基础上主要进行了如下几点改进：(1)将预压钢丝绳9由三根增至六根；(2)将作为钢丝绳变向元件的吊环螺钉10替换为U形构件16；(3)将固定预压钢丝绳9另一头的钢丝绳自锁张紧锚具15增加至六只；(4)将所述的反压装置相应地改变为：

所述的反压装置由六根预压钢丝绳9、六只作为钢丝绳变向元件的U形构件16、一块浮动反压钢板11、六只固定预压钢丝绳9一头的吊环螺钉10和六只固定预压钢丝绳9另一头的钢丝绳自锁张紧锚具组成；其中，

浮动反压钢板11设在圆柱形螺旋压缩弹簧4与第二端盖3之间；

六只作为钢丝绳变向元件的U形构件16绕所述的导向套1的轴线对称固定所述驱动构件的动压板7上位于所述圆柱形螺旋压缩弹簧4中心孔内的下表面；参见图16，所述的U形构件16由圆钢弯曲构成，所述驱动构件的动压板7上，在设置U形构件16的相应位置设有与U形构件16两条侧边相匹配的圆孔，所述U形构件16插在该圆孔内，二者焊接固定在一起；

所述浮动反压钢板11上绕导向套1的轴线对称设有六个吊环螺钉10；所述第二端盖3的外侧，在浮动反压钢板11上所设六个吊环螺钉10的相对位置旁相应设有六个所述钢丝绳自锁张紧锚具15；六根预压钢丝绳9以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧4中心孔内，且每一根预压钢丝绳9的一头系接固定在浮动反压钢板11上所设吊环螺钉10上，另一头穿绕过相对的一个作为钢丝绳变向元件的U形构件16后折回，然后该预压钢丝绳9从其在浮动反压钢板11上的固定点旁边对应第二端盖3上所设钢丝绳自锁张紧锚具15的位置穿过浮动反压钢板11，由钢丝绳自锁张紧锚具15锚固于第二端盖3上；所述的浮动反压钢板11上，在每一根预压钢丝绳9穿过位置均设有穿过预压钢丝绳9的通孔12，该通孔12的孔径大于所述预压钢丝绳9的直径；所述的第二端盖3上，在每一根预压钢丝绳9穿过位置均设有锚固预压钢丝绳9的锚固孔3-1。

本例上述以外的其它实施方法与例1相同。

本例所述用于建筑物抗震的隔震装置的工作原理与例1相同，公众可参照例1自行分析。

例3

参见图17～19，本例为一种用于建筑结构抗震加固的阻尼器，该阻尼器包括导向套1，该导向套1的两头分别固定有第一端盖2和第二端盖3，内部设有圆柱形螺旋压缩弹簧4，一驱动构件由导向套一头的第一端盖2中心伸进所述的导向套1内压在所述圆柱形螺旋压缩弹簧4上；其中所述的驱动构件由动压板7和与其连成一体的第一驱动杆17构成，所述第一驱动杆17的末端设有铰接孔18。

参见图17，所述第二端盖3外侧设有与其连成一体的第二驱动杆19，该第二驱动杆19的末端也设有铰接孔18。

参见图17～21，所述的导向套1内设有反压装置，该反压装置由三根预压钢丝绳9、三只作为钢丝绳变向元件的定滑轮20、一块浮动反压钢板11、三只固定预压钢丝绳9一头的吊环螺钉10和三只固定预压钢丝绳9另一头的钢丝绳自锁张紧锚具15组成。其中，

浮动反压钢板11设在圆柱形螺旋压缩弹簧4与第二端盖3之间；

三只作为钢丝绳变向元件的定滑轮20绕所述的导向套1的轴线对称固定所述驱动构件的动压板7上位于所述圆柱形螺旋压缩弹簧4中心孔内的下表面；其中，所述的定滑轮20铰接在支架上，该支架焊接在驱动构件的动压板7上；

所述浮动反压钢板11上绕导向套1的轴线对称设有三个吊环螺钉10；所述第二端盖3的外侧，在浮动反压钢板11上所设三个吊环螺钉10的相对位置旁相应设有三个所述钢丝绳自锁张紧锚具15；三根预压钢丝绳9以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧4中心孔内，且每一根预压钢丝绳9的一头系接固定在浮动反压钢板11上所设吊环螺钉10上，另一头穿绕过相对的一个作为钢丝绳变向元件的定滑轮20后折回，然后该预压钢丝绳9从其在浮动反压钢板11上的固定点旁边对应第二端盖3上所设钢丝绳自锁张紧锚具15的位置穿过浮动反压钢板11，由钢丝绳自锁张紧锚具15锚固于第二端盖3上；所述的浮动反压钢板11上，在每一根预压钢丝绳9穿过位置均设有穿过预压钢丝绳9的通孔12，该通孔12的孔径大于所述预压钢丝绳9的直径；所述的第二端盖3上，在每一根预压钢丝绳9穿过位置均设有锚固预压钢丝绳9的锚固孔3-1。

上述方案中的钢丝绳自锁张紧锚具15与例1完全相同，公众可参照例1实施。

参见图17，本例所述用于建筑结构抗震加固的阻尼器的工作原理如下：当大于设计静载荷的动载荷沿导向套1的轴线相对作用在第一驱动杆17和第二驱动杆19上时，所述的动压板7向下压缩圆柱形螺旋压缩弹簧4，第一驱动杆17和第二驱动杆19上铰接孔18相对移动；当大于设计静载荷的动载荷沿导向套1的轴线相背作用在第一驱动杆17和第二驱动杆19上时，预压钢丝绳9通过定滑轮20反向吊起浮动反压钢板11压缩圆柱形螺旋压缩弹簧4，第一驱动杆17和第二驱动杆19上铰接孔18反向移动(此时，圆柱形螺旋压缩弹簧4仍然还处于的受压状态)。由此可见，轴向动载荷无论相对还是相背作用在阻尼器上，都能压缩圆柱形螺旋压缩弹簧4，使其发生弹性变形而耗能。

Claims (4)

1.一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括导向套，该导向套的一头设有第一端盖，另一头设有第二端盖，内部同轴设有圆柱形螺旋压缩弹簧；一驱动构件由第一端盖中心伸进导向套内并作用在所述的圆柱形螺旋压缩弹簧上；其特征在于，

所述的导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中，

所述的浮动反压钢板设在圆柱形螺旋压缩弹簧与第二端盖之间；

所述的钢丝绳变向元件绕所述的导向套的轴线对称固定所述的驱动构件上；

所述的钢丝绳自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：

A)所述的第一自定心锁紧夹具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3～5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；

B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3～5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；

C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；

D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外侧，且第二锥形夹爪小头与第一锥形夹爪小头的指向一致；所述的平面轴承位于所述张紧螺套与锥套之间，所述的防扭压缩弹簧设在张紧螺套的内孔中；当预压钢丝绳由第一锥形夹爪的爪片之间经防扭压缩弹簧与平面轴承的中心孔以及第二锥形夹爪的爪片之间穿出后，在预压钢丝绳张力作用下，所述防扭压缩弹簧的一头作用在第一锥形夹爪上，另一头作用在锥套上；

所述的预压钢丝绳以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔内，且每一根预压钢丝绳的一头绕所述的导向套的轴线对称固定在浮动反压钢板上，另一头穿绕过相对的一个钢丝绳变向元件后折回，然后从该预压钢丝绳在浮动反压钢板上的固定点旁穿过浮动反压钢板，由钢丝绳自锁张紧锚具固定在第二端盖上；所述的浮动反压钢板上，在每一根预压钢丝绳穿过位置均设有穿过预压钢丝绳的通孔，该通孔的孔径大于所述预压钢丝绳的直径；

将预压钢丝绳张紧至设置初始刚度所需张力，使所述的圆柱形螺旋压缩弹簧始终夹持在驱动构件与浮动反压钢板之间。

2.根据权利要求1所述的一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，其特征在于，该初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器为用于建筑结构抗震加固的阻尼器。

3.根据权利要求1所述的一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，其特征在于，该初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器为用于建筑物抗震的竖向隔震装置。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种初始刚度可调的螺旋弹簧阻尼器，其特征在于，所述的钢丝绳变向元件为定滑轮、吊环螺钉或U形构件。