CN106592808A - 大行程筒式铅剪切阻尼器 - Google Patents

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闫维明
吴军
王宝顺
雷西洋
王志超
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    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Abstract

本发明公开了大行程筒式铅剪切阻尼器，属于工程减震技术领域。包括有滑动轴、挡板、内套筒、隔板、外套筒和铅块。滑动轴上有圆环形凹槽，滑动轴、挡板、内套筒、隔板和滑动轴组合形成环形腔体，腔体中有从灌铅孔将熔融态的铅注入腔体凝固后形成的铅块。滑动轴往复运动时，带动腔体里的铅块变形，利用铅块剪切耗能。本发明在构造上将铅块分为凹槽段和位移段，使得阻尼器耗能过程中，铅剪切面积不变，阻尼器出力稳定，实现工程中大行程需要。耗能能力强，可以实现工程中大吨位的需要。采用筒式构造，与板式铅阻尼器相比，尺寸较小，更易在工程中的应用。构造简单，便于加工制作。

Description

大行程筒式铅剪切阻尼器
技术领域
本发明涉及一种大行程筒式铅剪切阻尼器，属于工程减震技术领域
背景技术
铅的结晶构造是面心立方体，塑性变形能力好，具有较高的柔性和延性，是仅有的一种在常温下塑性循环变形时不会发生累积疲劳现象的普通金属。通过动态恢复与再结晶过程,其组织和性能还可恢复至变形前的状态。铅阻尼器以其构造简单，性能稳定和维护费用低等优点，正逐渐被工程师们认可并大力研究和推广。目前研制开发的铅阻尼器类型主要有：铅挤压阻尼器，铅剪切阻尼器以及铅节点阻尼器和异型铅阻尼器等，最为广泛的是前两种。
现在各种特殊结构越来越多，对阻尼器有了更多的要求，需要阻尼器能够实现大行程与大吨位，也对阻尼器的尺寸提出了要求。需要加大研发大行程、大吨位、尺寸较小，构造简单、加工方便的铅阻尼器的力度，满足各更多类型实际工程的需求。
发明内容
本发明提出一种大行程筒式铅剪切阻尼器，解决现有铅剪切阻尼器大行程和大吨位的问题。
为实现上述目的，本发明的设计方案为：
大行程筒式铅剪切阻尼器，该阻尼器包括滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)。滑动轴(1)上开有环形凹槽，螺杆(8)穿过挡板(2)和内套筒(3)后，通过一组锁紧螺母(9)与螺杆(8)的配合完成挡板(2)和内套筒(3)的一端固定，内套筒(3)上设置有灌铅孔(4)，螺杆(8)穿过外套筒(7)、隔板(6)和内套筒(3)，通过另一组锁紧螺母(9)固定外套筒(7)、隔板(6)和内套筒(3)的另一端，滑动轴(1)、挡块(2)、内套筒(3)和隔板(6)组合形成环形空腔，将熔融态的铅通过灌铅孔(4)注入腔体凝固后形成的铅块(5)。
该大行程筒式铅剪切阻尼器通过滑动轴(1)沿轴向往复运动，带动铅块(5)的变形，利用铅块(5)进行耗能，铅块(5)的位移段使铅块(5)在变形过程中的铅剪切面积不变，从而实现大行程筒式铅剪切阻尼器阻尼器出力稳定。
根据大行程筒式铅剪切阻尼器的尺寸设计内套筒(3)上的的灌铅孔(4)的大小和个数，灌铅孔(4)设计的原则是确保灌铅的密实度的前提下，灌铅孔(4)数量尽量少，孔径尽量小。
螺杆(8)和锁紧螺母(9)环绕滑动轴(1)的轴向均匀布置，根据大行程筒式铅剪切阻尼器阻尼力设计螺杆(8)和锁紧螺母(9)的型号与数量，使挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)连接紧密，形成稳定的整体。
挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)连接形成的整体与滑动轴(1)有确定的位置关系，内套筒(3)中线和滑动轴(1)上的凹槽中线重合滑动轴(1)和外套筒(7)长度要满足大行程筒式铅剪切阻尼器的行程的需要。
铅块(5)分为凹槽段和两侧位移段。位移段长度不小于大行程筒式铅剪切阻尼器行程。根据大行程筒式铅剪切阻尼器行程和阻尼力综合设计位移段长度。根据大行程筒式铅剪切阻尼器的设计刚度和阻尼力，确定滑动轴(1)直径、凹槽厚度、凹槽长度。
大行程筒式铅剪切阻尼器加工顺序如下，
步骤一：按预设计形状加工滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)；
步骤二：组装滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)，将挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)并与滑动轴(1)的相对位置暂时固定；
步骤三：将熔融态的铅通过各灌铅孔(4)同时注入由滑动轴(1)、挡块(2)、内套筒(3)和隔板(6)形成的腔体，凝固后形成铅块(5)，密封灌铅孔(4)；
步骤四：解除挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)形成的整体与滑动轴(1)的相对位置的固定，加工完成。
本发明取得以下有益效果：
本发明在构造上将铅块(5)分为凹槽段和位移段，使得阻尼器耗能过程中，铅剪切面积不变，阻尼器出力稳定，实现工程中大行程需要。耗能能力强，可以实现工程中大吨位的需要。采用筒式构造，与板式铅阻尼器相比，尺寸较小，更易在工程中的应用。构造简单，便于加工制作。
附图说明
图1为大行程筒式铅剪切阻尼器的结构示意图
图2为图1的A-A剖面图
图3为实施例大行程筒式铅剪切阻尼器的结构示意图
图中：1、滑动轴，2、挡板，3、内套筒，4、灌铅孔，5、铅块，6、隔板，7、外套筒，8、螺杆，9、锁紧螺母，10、连接件
具体实施方式
下面结合实施例详细对本发明进一步说明。
大行程筒式铅剪切阻尼器，包括滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)。滑动轴(1)上开有环形凹槽，螺杆(8)穿过挡板(2)和内套筒(3)，通过锁紧螺母(9)固定挡板(2)和内套筒(3)，内套筒上设置灌铅孔(4)，螺杆(8)穿过外套筒(7)、隔板(6)和内套筒(3)，通过锁紧螺母(9)固定外套筒(7)、隔板(6)和内套筒(3)，滑动轴(1)、挡块(2)、内套筒(3)和隔板(6)组合形成环形空腔，将熔融态的铅通过灌铅孔(4)注入腔体凝固后形成的铅块(5)。
大行程筒式铅剪切阻尼器通过滑动轴(1)往复运动，带动铅块(5)变形，利用铅块(5)耗能，铅块(5)的位移段使铅块(5)在变形过程中铅剪切面积不变，从而实现大行程筒式铅剪切阻尼器阻尼器出力稳定。
根据大行程筒式铅剪切阻尼器的尺寸设计内套筒(3)上的的灌铅孔(4)的大小和个数，灌铅孔(4)设计的原则是确保灌铅的密实度的前提下，灌铅孔(4)数量尽量少，孔径尽量小。
螺杆(8)和锁紧螺母(9)环绕滑动轴(1)的轴向均匀布置，根据大行程筒式铅剪切阻尼器阻尼力设计螺杆(8)和锁紧螺母(9)的型号与数量，使挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)连接紧密，形成稳定的整体。
挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)连接形成的整体与滑动轴(1)有确定的位置关系，内套筒(3)中线和滑动轴(1)上的凹槽中线重合，确保滑动轴(1)、挡块(2)、内套筒(3)隔板(6)组合形成的环形空腔关于滑动轴(1)上凹槽的中线对称。
滑动轴(1)和外套筒(7)长度要满足大行程筒式铅剪切阻尼器的行程的需要。在结构中应用时，还要综合考虑滑动轴(1)与结构的连接方式的构造要求、外套筒(7)与结构的连接方式的构造要求确定滑动轴(1)和外套筒(7)的长度。
滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)和外套筒(7)的设计要使滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)和外套筒(7)在大行程筒式铅剪切阻尼器阻尼力作用下的变形不超过容许值。
铅块(5)分为凹槽段和两侧位移段。位移段长度不小于大行程筒式铅剪切阻尼器行程。
根据大行程筒式铅剪切阻尼器的设计刚度和阻尼力，确定滑动轴(1)直径、凹槽厚度、凹槽长度。
本实例大行程筒式铅剪切阻尼器加工顺序如下，
步骤一：加工滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)、连接件(10)；
步骤二、将滑动轴(1)与连接件(10)焊接，将外套筒(7)与连接件(10)焊接；
步骤三：组装滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)，将挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)形成的整体与滑动轴(1)的相对位置暂时固定；
步骤四：将熔融态的铅通过各灌铅孔(4)同时注入由滑动轴(1)、挡块(2)、内套筒(3)和隔板(6)形成的腔体，凝固后形成铅块(5)，密封灌铅孔(4)；
步骤五：解除挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)形成的整体与滑动轴(1)的相对位置的固定，加工完成。

Claims (7)

1.大行程筒式铅剪切阻尼器，其特征在于：该阻尼器包括滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)；滑动轴(1)上开有环形凹槽，螺杆(8)穿过挡板(2)和内套筒(3)后，通过一组锁紧螺母(9)与螺杆(8)的配合完成挡板(2)和内套筒(3)的一端固定，内套筒(3)上设置有灌铅孔(4)，螺杆(8)穿过外套筒(7)、隔板(6)和内套筒(3)，通过另一组锁紧螺母(9)固定外套筒(7)、隔板(6)和内套筒(3)的另一端，滑动轴(1)、挡块(2)、内套筒(3)和隔板(6)组合形成环形空腔，将熔融态的铅通过灌铅孔(4)注入腔体凝固后形成的铅块(5)。
2.根据权利要求1所述的大行程筒式铅剪切阻尼器，其特征在于：该大行程筒式铅剪切阻尼器通过滑动轴(1)沿轴向往复运动，带动铅块(5)的变形，利用铅块(5)进行耗能，铅块(5)的位移段使铅块(5)在变形过程中的铅剪切面积不变，从而实现大行程筒式铅剪切阻尼器阻尼器出力稳定。
3.根据权利要求1所述的大行程筒式铅剪切阻尼器，其特征在于：根据大行程筒式铅剪切阻尼器的尺寸设计内套筒(3)上的的灌铅孔(4)的大小和个数，灌铅孔(4)设计的原则是确保灌铅的密实度的前提下，灌铅孔(4)数量尽量少，孔径尽量小。
4.根据权利要求1所述的大行程筒式铅剪切阻尼器，其特征在于：螺杆(8)和锁紧螺母(9)环绕滑动轴(1)的轴向均匀布置，根据大行程筒式铅剪切阻尼器阻尼力设计螺杆(8)和锁紧螺母(9)的型号与数量，使挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)连接紧密，形成稳定的整体。
5.根据权利要求1所述的大行程筒式铅剪切阻尼器，其特征在于：挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)连接形成的整体与滑动轴(1)有确定的位置关系，内套筒(3)中线和滑动轴(1)上的凹槽中线重合滑动轴(1)和外套筒(7)长度要满足大行程筒式铅剪切阻尼器的行程的需要。
6.根据权利要求1所述的大行程筒式铅剪切阻尼器，其特征在于：铅块(5)分为凹槽段和两侧位移段；位移段长度不小于大行程筒式铅剪切阻尼器行程；根据大行程筒式铅剪切阻尼器行程和阻尼力综合设计位移段长度；根据大行程筒式铅剪切阻尼器的设计刚度和阻尼力，确定滑动轴(1)直径、凹槽厚度、凹槽长度。
7.根据权利要求1所述的大行程筒式铅剪切阻尼器，其特征在于：大行程筒式铅剪切阻尼器加工顺序如下，
步骤一：按预设计形状加工滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)；
步骤二：组装滑动轴(1)、挡板(2)、内套筒(3)、灌铅孔(4)、铅块(5)、隔板(6)、外套筒(7)，将挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)并与滑动轴(1)的相对位置暂时固定；
步骤三：将熔融态的铅通过各灌铅孔(4)同时注入由滑动轴(1)、挡块(2)、内套筒(3)和隔板(6)形成的腔体，凝固后形成铅块(5)，密封灌铅孔(4)；
步骤四：解除挡板(2)、内套筒(3)、隔板(6)、外套筒(7)形成的整体与滑动轴(1)的相对位置的固定，加工完成。
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