CN106704438A - 一种阵列式阻尼球减震装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种阵列式阻尼球减震装置，包括竖直设置的减震主体和与其配合的减震轴，减震主体包括设有顶盖和外套筒底座的外套筒，减震轴与外套筒同轴心设置；减震轴的一端设置的凸台将所述外套筒分为上下两部分的空间内分别填充有阻尼球，所述外套筒上端外壁设有同轴心连接件。此减震装置利用球体间的挤压塑性变形及相互摩擦作用，增大了减震装置的耗能效果，使得该减震装置的减震性能得到提高。

Description

一种阵列式阻尼球减震装置

技术领域

本发明涉及一种减震装置，具体涉及一种阵列式阻尼球减震装置。

背景技术

地震载荷容易造成电气设备的破坏，导致电力供应的中断，影响震后救援，对国民经济损失巨大。减震装置利用被动能量耗散技术来吸收外来地震输入的能量，从而提高了电气设备的抗震性能。但是，随着地震震级的增加和电气设备的重量和刚度的不断加大，就要求减震装置的能量耗散能力和其自身的刚度也要进行相应的增强。

如何提高减震装置的能量耗散能力是设计减震装置的前沿方向，为了最大限度地提高减震装置的减震能力，本发明基于金属球的轴向挤压变形模式和阻尼球间的摩擦效应而耗散能量，使得减震装置中的金属材料全部都能参与到能量耗散过程中，提高减震装置的能量耗散能力。

本发明利用金属球的挤压变形刚度大的特点，通过改变球的堆垛方式而达到增大减震装置的刚度；选用屈服强度小、塑性变形能力强的金属材料来制备金属球。

当减震装置在地震载荷下完成其使命，耗散了地震的输入能量，对电气设备进行了保护后，我们只需更换其内部的阻尼球，就可以继续发挥该减震装置的功用，实现了循环使用，提高了经济效益。同时，若选用对环境无污染的阻尼材料来制备阻尼球，就可以达到环境保护的效果。

公开号为CN104389353A发明披露了一种集合球竖向隔震筒，但是其结构复杂，安装繁琐，且上导筒与隔板之间形成空隙，影响其隔震效果。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种安全可靠，装配简单的阵列式阻尼球减震装置，有利于提高特高压电气设备的抗震性能。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种阵列式阻尼球减震装置，包括竖直设置的减震主体1和与其配合的减震轴2，其特征在于：所述减震主体1包括设有顶盖4和外套筒底座5的外套筒3，所述减震轴2与所述外套筒3同轴心设置；所述减震轴2的一端设置的凸台将所述外套筒3分为上下两部分的空间内分别填充有阻尼球6，所述外套筒3上端外壁设有同轴心连接件7。

所述的一种阵列式阻尼球减震装置的第一优选方案，所述连接件7为正多边形，数目为4。

所述的一种阵列式阻尼球减震装置的第二优选方案，所述顶盖4的中心开有所述减震轴2穿过的通孔。

所述的一种阵列式阻尼球减震装置的第三优选方案，所述连接件7位于所述顶盖4下表面的下方，所述连接件7间有间隔距离且对称分布。

所述的一种阵列式阻尼球减震装置的第四优选方案，所述阻尼球是独立的实心球；所述阻尼球的材料是天然橡胶、合成橡胶、高阻尼橡胶、掺入高强纤维的橡胶、硅胶或金属，或者由前述至少两种材料复合而成；所述减震主体1和减震轴2的材料是钢材、高强合金、高强钢筋混凝土，或者前述至少两种材料的组合。

所述的一种阵列式阻尼球减震装置的第五优选方案，所述阻尼球6为金属球。

所述的一种阵列式阻尼球减震装置的第六优选方案，所述金属球的弹性模量大于200MPa。

与最接近的现有技术相比，本发明具有以下优异效果：

1、利用球体间的挤压塑性变形及相互摩擦作用，增大了减震装置的耗能效果，使得该减震装置的减震性能得到提高。

2、该减震装置的刚度得到提高，在高压电气设备的自身重力作用下，该减震装置在安装完成后不会出现失效的情况。

3、通过选用不同大小的球体及不同的金属球排列方式，可以设计成满足各种工况下的减震装置，设计周期短，安装简单。

4、该减震装置只需更换耗散能量的球，就可以循环使用，避免了阻尼材料的浪费，既有利于提高经济效益又环保。

附图说明

图1是阵列式金属球减震装置示意图；

图2是阵列式金属球减震装置剖面示意图。

其中1减震主体，2减震轴，3外套筒，4顶盖，5外套筒底座，6阻尼球，7连接件。

具体实施方式

下面将结合附图与实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1～2所示的阵列式阻尼球减震装置的示意图，阵列式阻尼球减震装置包括空心减震主体1和与之配合的减震轴2，其特征在于：所述减震主体1包括外套筒3和分别与之上下端配合连接的顶盖4和外套筒底座5，所述减震轴2位于所述外套筒3的中心轴上；所述外套筒3与所述减震轴2之间填充有阻尼球6。

阵列式阻尼球减震装置是用来连接支架底座和高压电气设备，并且利用球体塑性变形和球体间的摩擦来吸收地震载荷的外来输入能量，从而降低了地震载荷输入到高压电气设备中的能量，对高压电气设备起到了地震载荷下的保护作用。阵列式金属球减震装置可以利用金属球间的相互挤压作用，从而可以提高该减震装置的刚度，避免了该减震装置在没有地震载荷下而发生的失效破坏。所述顶盖4的中心开有通孔，所述隔震轴上部穿过所述通孔做轴向运动。

隔震轴的上部的直径小于隔震轴下部的直径，隔震轴下部的直径与所述外套筒3的内径相同；使其可以外套筒3内做轴向运动，地震发生时可通过隔震轴将一部分能力传递的阻尼球6。

所述隔震轴的上部的直径小于隔震轴下部的直径，所述隔震轴下部的直径与所述外套筒3的内径相同；所述隔震轴在外套筒3内做轴向运动。

所述的外套筒底盖由钢材加工而成，外套筒底盖的内表面攻有螺纹，用来连接外套筒3。

所述的外套筒3由钢材加工而成，外套筒上部设有连接件7，且位于顶盖4下表面的下方，外套筒外表面攻有螺纹，用于连接外套筒底盖和连接螺母，外套筒内表面顶部攻有内螺纹，用于连接顶盖4。

所述的连接螺母由钢材加工而成，内表面攻有螺纹，用于连接外套筒3；连接螺母外表面由棱角，便于用扳手的紧固连接；两个连接螺母之间用于安装支架底座，通过两个连接螺母把减震装置固定在支架底座上。

所述的顶盖4由钢材加工而成，外表面攻有螺纹，用于连接外套筒3；中心开有通孔，使得中心轴可以在外套筒3内部无约束的滑动。

所述的中心轴由钢材加工而成，安装在外套筒3内部，可以在外套筒3内部自由地上下滑动；中心轴顶部外表面攻有螺纹，用于连接高压电气设备。

所述的阻尼球6通过模具直径的大小而加工成各种尺寸的阻尼球6，把阻尼球6按照不同的排列方式安放在外套筒3与隔震轴之间，利用隔震轴与外套筒3之间的相对运动而产生对阻尼球6的挤压作用和摩擦作用，从而达到吸收外部输入能量的效果。

上述构件在加工组装完毕之后其表面部分需要做防锈处理。

使用时通过两个连接螺母及隔震轴的顶部螺纹把高压电气设备固定安装在支架底座上。由于在高压电气设备的自身重力下，球体之间产生相互挤压作用，使得减震装置的刚度系数增大，足以支撑高压电气设备的正常运行。在地震载荷作用下，通过球体的塑性变形及金属球间的相互摩擦而达到耗能的作用。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的普通技术人员应当理解，参照上述实施例可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换均在申请待批的权利要求保护范围之内。

Claims (7)

1.一种阵列式阻尼球减震装置，包括竖直设置的减震主体(1)和与其配合的减震轴(2)，其特征在于：所述减震主体(1)包括设有顶盖(4)和外套筒底座(5)的外套筒(3)，所述减震轴(2)与所述外套筒(3)同轴心设置；所述减震轴(2)的一端设置的凸台将所述外套筒(3)分为上下两部分的空间内分别填充有阻尼球(6)，所述外套筒(3)上端外壁设有同轴心连接件(7)。

2.根据权利要求1所述的一种阵列式阻尼球减震装置，其特征在于：所述连接件(7)为正多边形，数目为4。

3.根据权利要求1所述的一种阵列式阻尼球减震装置，其特征在于：所述顶盖(4)的中心开有所述减震轴(2)穿过的通孔。

4.根据权利要求1所述的一种阵列式阻尼球减震装置，其特征在于：所述连接件(7)位于所述顶盖(4)下表面的下方，所述连接件(7)间有间隔距离且对称分布。

5.根据权利要求1所述的一种阵列式阻尼球减震装置，其特征在于：所述阻尼球(6)是独立的实心球；所述阻尼球(6)的材料是天然橡胶、合成橡胶、高阻尼橡胶、掺入高强纤维的橡胶、硅胶或金属，或者由前述至少两种材料复合而成；所述减震主体(1)和减震轴(2)的材料是钢材、高强合金、高强钢筋混凝土，或者前述至少两种材料的组合。

6.根据权利要求5所述的一种阵列式阻尼球减震装置，其特征在于：所述阻尼球(6)为金属球。

7.根据权利要求6所述的一种阵列式阻尼球减震装置，其特征在于：所述金属球的弹性模量大于200MPa。