CN106992485B - 一种电涡流耗能防振锤 - Google Patents

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    • F16F15/035Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems using magnetic or electromagnetic means by use of eddy or induced-current damping

Abstract

本发明实施例公开了一种电涡流耗能防振锤,用于解决传统的刚性防振锤或非阻尼式防振锤,依靠机械摩擦耗能或者使用工作流体,容易存在漏液和密封等问题,导致其可靠性及耐久性较差,在要求疲劳寿命长且不易维护的架空线路工作环境上难以高效持续的发挥作用的技术问题。本发明实施例包括:防振锤外壳、质量块、弹簧、连杆、导体片、磁体;长方体质量块被固结在防振锤内部的竖杆贯穿;质量块被其上下两个弹簧支撑于中部;连杆与质量块在竖向平面内铰接;连杆上有滑槽,固结在防振锤内部的横杆穿过滑槽;导体片固结于连杆末端,磁体设置于防振锤内部,且导体片位于磁体中间,用于切割磁感线产生电涡流。

Description

一种电涡流耗能防振锤
技术领域
本发明涉及架空电力线路防护金具领域,尤其涉及一种电涡流耗能防振锤。
背景技术
随着我国对能源的需求量越来越大、输送容量的迅速增长,我国电网正朝着远距离输送、超高电压等级的方向发展,选择多分裂、大容量、远距离的输电线路成为必然;这对输电线路的稳定性提出越来越高的要求。然而,输电线在风荷载等作用下的振动非常严重,极大地威胁着高压输电线路的安全运行。输电线的振动大致可分为三种:高频微幅的微风振动、中频中幅的尾流驰振和低频大幅的舞动。输电线的微风振动可能造成导线疲劳损坏、断股、断线,甚至造成杆塔的倒塌。
目前我国对输电线的振动防护有以下两种措施:第一,加强导线抗振能力,比如采用预绞丝护线条、阻尼线等等;第二,安装消除导线振动的金具,比如采用防振锤、防振环、间隔棒等等。导线振动时,导线悬挂处的工作条件最为不利,属高频微幅振动。由于多次振动,导线因周期性的弯折会发生疲劳破坏。而现有技术中传统的刚性防振锤或非阻尼式防振锤,依靠机械摩擦耗能或者使用工作流体,容易存在漏液和密封等问题,导致其可靠性及耐久性较差,在要求疲劳寿命长且不易维护的架空线路工作环境上难以高效持续的发挥作用。
发明内容
本发明实施例提供了一种电涡流耗能防振锤,解决了传统的刚性防振锤或非阻尼式防振锤,依靠机械摩擦耗能或者使用工作流体,容易存在漏液和密封等问题,导致其可靠性及耐久性较差,在要求疲劳寿命长且不易维护的架空线路工作环境上难以高效持续的发挥作用的技术问题。
本发明实施例提供的一种电涡流耗能防振锤,包括:
防振锤外壳、质量块、弹簧、连杆、导体片、磁体;
弹簧包括第一弹簧和第二弹簧,磁体包括第一磁体和第二磁体;
第一弹簧的一端固定于防振锤外壳内部的顶壁上,第一弹簧的另一端与质量块的顶部固定连接;
第二弹簧的一端固定于防振锤外壳内部的底壁上,第二弹簧的另一端与质量块的底部固定连接;
质量块的侧面还连接有连杆的一端,连杆的另一端连接有导体片;
第一磁体和第二磁体对称设置于防振锤外壳内部的前壁与后壁上,导体片位于第一磁体和第二磁体之间,且第一磁体和第二磁体的磁极相反。
优选地,还包括:竖杆;
竖杆竖直贯穿质量块的内部,竖杆的两端固定连接于防振锤外壳的顶壁和底壁上。
优选地,第一弹簧与质量块之间及第二弹簧与质量块之间还设置有轴承。
优选地,轴承上设置有滚珠,滚珠与竖杆之间的空隙添加有润滑剂。
优选地,还包括:中空的金属圆筒;
金属圆筒包括第一金属圆筒和第二金属圆筒,第一金属圆筒的一端固定连接于防振锤内部的顶壁上,用于套住第一弹簧;
第二金属圆筒的一端固定连接于防振锤内部的底壁上,用于套住第二弹簧。
优选地,第一金属圆筒的另一端粘贴有橡胶垫;
第二金属圆筒的另一端粘贴有橡胶垫。
优选地,还包括:横杆;
连杆上设置有滑槽,横杆穿过连杆的滑槽,横杆的两端固定于防振锤的前壁和后壁上。
优选地,连杆与横杆交接的两侧设置有两个固定的圆片,用于限制连杆的晃动。
优选地,还包括:螺杆、螺栓和螺栓垫片;
连杆的一端与质量块的侧面通过螺杆、螺栓和螺栓垫片进行铰接。
优选地,导体片为铜片。
从以上技术方案可以看出,本发明实施例具有以下优点:
本发明实施例提供了一种电涡流耗能防振锤,包括:防振锤外壳、质量块、第一弹簧、第二弹簧、连杆、导体片、第一磁体和第二磁体;第一弹簧的一端固定于防振锤外壳内部的顶壁上,第一弹簧的另一端与质量块的顶部固定连接;第二弹簧的一端固定于防振锤外壳内部的底壁上,第二弹簧的另一端与质量块的底部固定连接;质量块的侧面还连接有连杆的一端,连杆的另一端连接有导体片;第一磁体和第二磁体对称设置于防振锤外壳内部的前壁与后壁上,导体片位于第一磁体和第二磁体之间,且第一磁体和第二磁体的磁极相反。本发明实施例中通过质量块的上下振动带动连杆末端的导体片在磁体间运动,导体片由于电涡流效应运动受阻,从而减小防振锤和输电线的振动,同时导体片的电阻效应将动能以热能的形式耗散出去,本发明实施例提供的电涡流耗能防振锤不依靠机械摩擦耗能,没有工作流体也就不存在漏液和密封等问题,具有可靠性高、耐久性好、构造简单、减振效果明显等优点,有利于高压输电工程的安全运行,减少运营成本,特别适合用在要求疲劳寿命长且不易维护的工作环境,解决了传统的刚性防振锤或非阻尼式防振锤,依靠机械摩擦耗能或者使用工作流体,容易存在漏液和密封等问题,导致其可靠性及耐久性较差,在要求疲劳寿命长且不易维护的架空线路工作环境上难以高效持续的发挥作用的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明实施例提供的一种电涡流耗能防振锤的竖向剖面图;
图2为本发明实施例提供的一种电涡流耗能防振锤的结构示意图;
图3为本发明实施例提供的一种电涡流耗能防振锤的A-A剖面图;
图4为本发明实施例提供的一种电涡流耗能防振锤的B-B剖面图;
图5为本发明实施例提供的一种电涡流耗能防振锤的C-C剖面图。
图示说明:
1.防振锤外壳 2.金属圆筒 3.弹簧 4.竖杆 5.橡胶垫 6.轴承 7.质量块 8.横杆9.连杆 10.导体片 11.磁体 12.滚珠。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种电涡流耗能防振锤,用于解决传统的刚性防振锤或非阻尼式防振锤,依靠机械摩擦耗能或者使用工作流体,容易存在漏液和密封等问题,导致其可靠性及耐久性较差,在要求疲劳寿命长且不易维护的架空线路工作环境上难以高效持续的发挥作用的技术问题。
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。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它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明实施例提供的一种电涡流耗能防振锤,包括:
防振锤外壳1、质量块7、弹簧3、连杆9、导体片10、磁体11;
弹簧3包括第一弹簧和第二弹簧,磁体11包括第一磁体和第二磁体;
第一弹簧的一端固定于防振锤外壳1内部的顶壁上,第一弹簧的另一端与质量块7的顶部固定连接;
第二弹簧的一端固定于防振锤外壳1内部的底壁上,第二弹簧的另一端与质量块7的底部固定连接;
质量块7的侧面还连接有连杆9的一端,连杆9的另一端连接有导体片10;
第一磁体和第二磁体对称设置于防振锤外壳1内部的前壁与后壁上,导体片10位于第一磁体和第二磁体之间,且第一磁体和第二磁体的磁极相反。
其中磁体11依靠自吸力固定于防振锤外壳1,与导体片10之间留有空隙,2-3mm最为适宜。
进一步地,还包括:竖杆4;
竖杆4竖直贯穿质量块7的内部,竖杆4的两端固定连接于防振锤外壳1的顶壁和底壁上。其中,竖杆4穿过质量块7中心的圆孔,限制质量块7只能做竖向振动。
进一步地,第一弹簧与质量块7之间及第二弹簧与质量块7之间还设置有轴承6。
进一步地,轴承6上设置有滚珠12,滚珠12与竖杆4之间的空隙添加有润滑剂。
进一步地,还包括:中空的金属圆筒2;
金属圆筒2包括第一金属圆筒和第二金属圆筒,第一金属圆筒的一端固定连接于防振锤内部的顶壁上,用于套住第一弹簧;
第二金属圆筒的一端固定连接于防振锤内部的底壁上,用于套住第二弹簧。
进一步地,第一金属圆筒的另一端粘贴有橡胶垫5;
第二金属圆筒的另一端粘贴有橡胶垫5。
进一步地,还包括:横杆8;
连杆9上设置有滑槽,横杆8穿过连杆9的滑槽,横杆8的两端固定于防振锤的前壁和后壁上,横杆8起支撑作用的同时允许连杆9水平方向位移。
进一步地,连杆9与横杆8交接的两侧设置有两个固定的圆片,用于限制连杆9的晃动。
进一步地,还包括:螺杆、螺栓和螺栓垫片;
连杆9的一端与质量块7的侧面通过螺杆、螺栓和螺栓垫片进行铰接。
进一步地,导体片10为铜片。
本实施例通过质量块7沿竖杆4竖向振动来减小防振锤的振动,进一步减小导线的振动;同时,质量块7的上下振动通过连杆9带动导体片10做弧形运动,导体片10切割磁体11之间的磁感线,产生电涡流效应,同时产生与运动反向的阻尼力,抑制导线振动;同时电涡流效应引起电阻效应,将动能转化为热能的形式进行耗能;由于弹簧3的作用,质量块7最终可回到防振锤的中心位置,具有自复位功能。
为了便于理解,以下将对本发明实施例提供的电涡流耗能防振锤的具体工作原理及内部结构进行详细的描述。
请参阅图2至图5,分别为电涡流耗能防振锤的结构示意图、电涡流耗能防振锤的A-A剖面、电涡流耗能防振锤的B-B剖面、电涡流耗能防振锤的C-C剖面。其中,导体片10由优良导电材料制成,优选铜片;磁体11一般为永久磁体11;质量块7材料选用密度大的钢材;弹簧3的参数依据刚度视情况选择,其中下弹簧比上弹簧长,以使得质量块7在自身重力作用下位于防振锤外壳1的中部;金属圆筒2、横杆8、连杆9等的材质优选为钢材。
具体的,质量块7的中心孔径比竖杆4的直径大,并且孔内表面做抛光处理,保证质量块7顺畅滑行;弹簧3与防振锤外壳1的连接、弹簧3与轴承6的连接、轴承6与质量块7的连接牢固结实,在质量块7振动的过程中,保证各部分不会分离;质量块7与连杆9连接时,在质量块7右侧面中心位置焊接两个带圆孔的半圆形金属片,通过螺栓、螺杆、垫片进行铰接;金属圆筒2在防振锤外壳1的上下锤壁对称布置,橡胶垫5粘贴在金属圆筒2的自由端,当质量块7接触到橡胶垫5的同时,导体片10刚好运动到允许最大位移处;在轴承6内滚珠12周围的空隙处添加润滑剂,减小摩擦阻力;横杆8主要起支撑作用,连杆9上预留的滑槽保证其转动和水平方向的滑动,横杆8上在连杆9两侧的固定圆片,用来限制连杆9在横杆8上前后晃动;这样,连杆9和质量块7的铰接点和连杆9与横杆8的铰接点,此两点保证导体片10在磁体11之间运动不至于产生摩擦与碰撞;磁体11依靠自吸力固定于两侧的锤壁,易于安装,且其与锤壁之间的摩擦力保证磁体11不会滑动;根据数学计算,导体片10的运动轨迹为因此,为保证导体片10完全切割磁体11之间的磁感线,充分利用电涡流效应,磁体11的中轴线的形状即为函数坐标系为直角坐标系,坐标原点位于横杆8的横截面中心点;其中a为质量块7与连杆9的铰接点到原点的距离,b为导体片10的几何中心到原点的距离。
在使用过程中,当输电线振动强度较小时;首先,质量块7竖向振动实现减振作用;其次,质量块7的上下振动通过与其铰接的连杆9以横杆8为支点将带动导体片10在磁体11间运动,磁体11间的磁感线被导体片10切割,从而导体片10由于电涡流效应在内部产生方向磁场且产生阻尼力;当输电线的振动强度增大时,质量块7与金属圆筒2上的橡胶垫5发生碰撞,实现碰撞保护和限位;在弹簧3的作用下,质量块7最终可回到防振锤的中心位置,具有自复位功能;通过调整质量块7的重量和弹簧3的刚度,可以实现质量块7运动频率的调节,可以根据实际输电线路的需要来改变防振锤的频率,以期达到最优的减振效果。
对于本发明实施例中的各结构的参数设计时需要注意:第一,质量块的振动频率应尽可能接近输电线路的自振频率;第二,弹簧的刚度和质量块的重量应根据实际需要确定;第三,数值a和b应根据具体的实际情况进行确定;第四,磁体最好选用永久磁体,导体片与磁体间的间隔2-3mm为宜;第五,防振锤内部各铰接处和滑动处保证充分光滑。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统,装置和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电涡流耗能防振锤,其特征在于,包括:
防振锤外壳、质量块、弹簧、连杆、导体片、磁体;
所述弹簧包括第一弹簧和第二弹簧,所述磁体包括第一磁体和第二磁体;
所述第一弹簧的一端固定于所述防振锤外壳内部的顶壁上,所述第一弹簧的另一端与所述质量块的顶部固定连接;
所述第二弹簧的一端固定于所述防振锤外壳内部的底壁上,所述第二弹簧的另一端与所述质量块的底部固定连接;
所述质量块的侧面还连接有所述连杆的一端,所述连杆的另一端连接有所述导体片;
所述第一磁体和所述第二磁体对称设置于所述防振锤外壳内部的前壁与后壁上,所述导体片位于所述第一磁体和所述第二磁体之间,且所述第一磁体和所述第二磁体与所述导体片相对的磁极相反。
2.根据权利要求1所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,还包括:竖杆;
所述竖杆竖直贯穿所述质量块的内部,所述竖杆的两端固定连接于所述防振锤外壳的顶壁和底壁上。
3.根据权利要求2所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,所述第一弹簧与所述质量块之间及所述第二弹簧与所述质量块之间还设置有轴承。
4.根据权利要求3所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,所述轴承上设置有滚珠,所述滚珠与所述竖杆之间的空隙添加有润滑剂。
5.根据权利要求1所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,还包括:中空的金属圆筒;
所述金属圆筒包括第一金属圆筒和第二金属圆筒,所述第一金属圆筒的一端固定连接于所述防振锤内部的顶壁上,用于套住所述第一弹簧;
所述第二金属圆筒的一端固定连接于所述防振锤内部的底壁上,用于套住所述第二弹簧。
6.根据权利要求5所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,所述第一金属圆筒的另一端粘贴有橡胶垫;
所述第二金属圆筒的另一端粘贴有橡胶垫。
7.根据权利要求1所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,还包括:横杆;
所述连杆上设置有滑槽,所述横杆穿过所述连杆的滑槽,所述横杆的两端固定于所述防振锤的前壁和后壁上。
8.根据权利要求7所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,所述连杆与所述横杆交接的两侧设置有两个固定的圆片,用于限制所述连杆的晃动。
9.根据权利要求1所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,还包括:螺杆、螺栓和螺栓垫片;
所述连杆的一端与所述质量块的侧面通过所述螺杆、所述螺栓和所述螺栓垫片进行铰接。
10.根据权利要求1所述的电涡流耗能防振锤,其特征在于,所述导体片为铜片。
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