CN106996433A - 一种摩擦式双向调谐质量阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于调谐质量阻尼器领域,具体涉及一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,包括安装框、设于安装框中的质量块、弹性阻尼装置与轴向摩擦阻尼装置;弹性阻尼装置有若干个,若干个弹性阻尼装置均设于质量块与安装框之间,并对称布置于质量块横向方向的两端与纵向方向的两端;轴向摩擦阻尼装置有若干个,若干个轴向摩擦阻尼装置均设于质量块与安装框之间,并对称布置于质量块横向方向的两端与纵向方向的两端;弹性限位装置设于轴向摩擦阻尼装置与安装框之间;弹性阻尼装置设于轴向摩擦阻尼装置与质量块之间,弹性阻尼装置、轴向摩擦阻尼装置与弹性限位装置位于同一中心轴线上。其能结构简单、成本低,能实现对不同方向振动的控制。
Description
技术领域
本发明属于调谐质量阻尼器领域,具体涉及一种摩擦式双向调谐质量阻尼器。
背景技术
调谐质量阻尼器由于其构造简单、成本低、性能可靠,是目前工程中应用最广的结构控制装置。调谐质量阻尼器装置减振控制原理是:把TMD接到主结构上,通过将惯性质量和主结构控制振型谐振把主结构的能量传递给 TMD,从而达到抑制主结构振动的目的。
目前工程调谐质量阻尼器控制多为一个调谐质量阻尼器控制一个频率且在一个方向,应用不太方便。并且目前工程上多通常采用悬吊式的调谐质量阻尼器来控制水平振动,通过调整摆长使得单摆频率与结构频率调谐,达到振动控制效果。但是很多情况下,由于空间或者技术原因,单摆的应用会受到限制,而且调谐质量阻尼器自身又有减振频带窄,附加的阻尼器造价昂贵等缺点。而对于火车车厢、船舶等领域不仅会受到横向振动、纵向振动,同时会发生横向与纵向的同时振动,而现有技术中没有一种调谐质量阻尼器能简单有效的解决这类综合型振动。
发明内容
本发明提供一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其能结构简单、成本低,能实现对不同方向振动的控制。
为实现上述技术目的,本发明采取的具体技术方案为,一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,包括安装框、设于安装框中的质量块、弹性限位装置、弹性阻尼装置与轴向摩擦阻尼装置;弹性阻尼装置有若干个,若干个弹性阻尼装置均设于质量块与安装框之间,并对称布置于质量块横向方向的两端与纵向方向的两端;轴向摩擦阻尼装置有若干个,若干个轴向摩擦阻尼装置均设于质量块与安装框之间,并对称布置于质量块横向方向的两端与纵向方向的两端;弹性限位装置设于轴向摩擦阻尼装置与安装框之间;弹性阻尼装置设于轴向摩擦阻尼装置与质量块之间。
作为本发明改进的技术方案,所述弹性限位装置包括限位弹簧,限位弹簧的一端固定安装于安装框上,另一端固定于轴向摩擦阻尼装置上。
作为本发明改进的技术方案,弹性阻尼装置包括弹簧,弹簧的一端固定于质量块上,另一端固定于轴向摩擦阻尼装置上。
作为本发明改进的技术方案,轴向摩擦阻尼装置包括摩擦筒与摩擦轴;摩擦筒安装于安装框的内壁;摩擦轴设于摩擦筒中,并能沿摩擦筒的长度方向进行摩擦式滑动;同时,摩擦轴的一端连接于弹性阻尼装置,另一端连接于弹性限位装置。
作为本发明改进的技术方案,质量块的底面与安装框之间是滚动式接触。
作为本发明改进的技术方案,质量块的底面设有万向轮。
作为本发明改进的技术方案,质量块的底面设有铰支撑系统,所述铰支撑系统包括铰支座与铰支球;铰支座安装于质量块的底面,铰支球安装于铰支座中,并能发生任意方向的滚动。
有益效果
本发明的装置能实现同时对控制水平面内横向与纵向双向振动的控制;能将主系统传递给TMD系统的振动能量动能,转化为弹簧系统的弹性势能和摩擦耗能系统中摩擦轴和摩擦筒做相对运动时擦生的热能,从而达到耗散结构振动动能减小结构自身在外部激励作用下的振动幅度的目的;适用于火车车厢、船舶等易产生双向振动或像输电塔等易产生对称扭转的物体。
其中,TMD子系统与主系统(安装框与安装主体)之间采用软接触限位,避免了产生大冲量,更好的保护了TMD和主系统
本申请改进轴向摩擦阻尼装置,将轴向摩擦阻尼装置的功能与弹簧装置、限位装置结合为一体,其不仅缓冲质量块与轴向摩擦阻尼装置间的作用力、轴向摩擦阻尼装置与安装框之间的作用力,还有效节省空间,且简化结构,方便维修。
本发明装置可以根据实际情况调整弹簧刚度系数来调整该调谐质量阻尼器的控制频率。
综上,本申请的装置结构简单、造价低、耗能效果好。
附图说明
图1本发明装置按图2中的A-A向示意图;
图2本发明装置的俯视示意图;
图3本发明装置的左视示意图;
图4本发明装置的铰支座零件剖面视图;
图5本发明装置的铰支座零件主视图;
图6本发明装置的铰支座零件安装面示意图;
图7本发明装置的摩擦筒零件主视图;
图8本发明装置的摩擦筒零件左视图;
图中有:1、安装框;2、螺母一;3、螺栓一;4、螺母二;5、螺栓二;6、摩擦筒;7、摩擦轴;8、弹簧;9、质量块;10、螺栓三;11、螺栓四;12、螺母四;13、限位弹簧;14、铰支座;15、铰支球;16、螺栓五。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚,下面将结合本发明实施例的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例,本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
实施例1
如附图1-8所示的一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,包括安装框1、设于安装框1中的质量块9、弹性限位装置、弹性阻尼装置与轴向摩擦阻尼装置;弹性阻尼装置有若干个,若干个弹性阻尼装置均设于质量块9与安装框1之间,并对称布置于质量块9横向方向的两端与纵向方向的两端;轴向摩擦阻尼装置有若干个,若干个轴向摩擦阻尼装置均设于质量块9与安装框1之间,并对称布置于质量块9横向方向的两端与纵向方向的两端;本实施例中共有八个弹性阻尼装置、八个轴向摩擦阻尼装置;八个弹性阻尼装置按两个一组均匀分布在质量块9四侧(即质量块9横向方向的两端与纵向方向的两端);八个轴向摩擦阻尼装置按两个一组均匀分布在质量块9四侧(即质量块9横向方向的两端与纵向方向的两端);弹性阻尼装置设于轴向摩擦阻尼装置与质量块9之间;弹性限位装置设于轴向摩擦阻尼装置与安装框1之间;并且弹性阻尼装置、轴向摩擦阻尼装置与弹性限位装置位于同一中心轴线上;
详细地,安装框1由钢板组成,四周带有安装孔,整体采用螺栓、锚碇钢棒与被控物体相连接;轴向摩擦阻尼装置包括摩擦筒6与摩擦轴7;摩擦轴7和摩擦筒6均由耐磨且摩擦系数大的材料制成;摩擦筒6安装于安装框1的内壁,并由螺栓一3、螺母一2连接于安装框1上;摩擦轴7设于摩擦筒6中,并能沿摩擦筒6的长度方向进行摩擦式滑动;
实施例中质量块9为刚块结构,质量块9的底面与安装框1之间是滚动式接触,方式一、可在质量块9的底面设万向轮,质量块9的底面通过万向轮与安装框1接触;方式二、质量块9的底面设有铰支撑系统,所述铰支撑系统包括铰支座14与铰支球15;铰支座14由螺栓五16连接于质量块9底部,铰支球15安装在铰支座14内,并与铰支座14和安装框1底部均为光滑接触,并能发生任意方向的滚动;
轴向摩擦阻尼装置包括摩擦筒6与摩擦轴7;摩擦轴7和摩擦筒6均由耐磨且摩擦系数大的材料制成;摩擦筒6安装于安装框1的内壁,并由螺栓一3、螺母一2连接于安装框1上;摩擦轴7设于摩擦筒6中,并能沿摩擦筒6的长度方向进行摩擦式滑动;
弹性阻尼装置包括弹簧8,弹簧8一端通过螺栓三10连接于质量块9,另一端通过螺栓四11连接于摩擦轴7,且其与摩擦轴7相对应两个一组均匀分布在质量块9四侧;
弹性限位装置包括限位弹簧13,限位弹簧13的其一端通过螺栓二5、螺母二4连接于安装框1,另一端通过螺栓四11、螺母四12连接于摩擦轴7,且其与摩擦轴7相对应两个一组均匀分布在质量块9四侧;采用弹簧8限位保证了TMD与主系统之间为软接触,这种软接触的设计,将 TMD 的变形限制在允许变形范围内,也避免了TMD系统与主系统之间有大的冲量产生。
当装置受横向激励时,质量块9、横向安装的弹簧8、横向安装的摩擦轴7一起作横向运动,控制横向振动;当装置受纵向激励时,质量块9、纵向安装的弹簧8、纵向安装的摩擦轴7一起作纵向运动,控制纵向振动;当装置同时受纵向和横向激励时质量块9做曲线运动,纵向安装的弹簧8、纵向安装的摩擦轴7一起作纵向运动,横向安装的弹簧8、横向安装的摩擦轴7一起作横向运动,实现双向振动的控制。
本发明装置中的弹性阻尼装置和摩擦耗能系统,能将主系统传递给TMD系统的振动能量动能,转化为弹性阻尼装置的弹性势能和摩擦耗能系统中摩擦轴7和摩擦筒6做相对运动时擦生的热能,从而达到耗散结构振动动能减小结构自身在外部激励作用下的振动幅度的目的。
本实施例中弹性阻尼装置可为弹簧8,或者其他弹性元件。
以上仅为本发明的实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些均属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其特征在于,包括安装框、设于安装框中的质量块、弹性限位装置、弹性阻尼装置与轴向摩擦阻尼装置;弹性阻尼装置有若干个,若干个弹性阻尼装置均设于质量块与安装框之间,并对称布置于质量块横向方向的两端与纵向方向的两端;轴向摩擦阻尼装置有若干个,若干个轴向摩擦阻尼装置均设于质量块与安装框之间,并对称布置于质量块横向方向的两端与纵向方向的两端;弹性限位装置设于轴向摩擦阻尼装置与安装框之间;弹性阻尼装置设于轴向摩擦阻尼装置与质量块之间,弹性阻尼装置、轴向摩擦阻尼装置与弹性限位装置位于同一中心轴线上。
2.根据权利要求1所述的一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其特征在于,所述弹性限位装置包括限位弹簧,限位弹簧的一端固定安装于安装框上,另一端固定于轴向摩擦阻尼装置上。
3.根据权利要求1所述的一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其特征在于,弹性阻尼装置包括弹簧,弹簧的一端固定于质量块上,另一端固定于轴向摩擦阻尼装置上。
4.根据权利要求1所述的一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其特征在于,轴向摩擦阻尼装置包括摩擦筒与摩擦轴;摩擦筒安装于安装框的内壁;摩擦轴设于摩擦筒中,并能沿摩擦筒的长度方向进行摩擦式滑动;同时,摩擦轴的一端连接于弹性阻尼装置,另一端连接于弹性限位装置。
5.根据权利要求1所述的一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其特征在于,质量块的底面与安装框之间是滚动式接触。
6.根据权利要求1所述的一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其特征在于,质量块的底面设有万向轮。
7.根据权利要求1所述的一种摩擦式双向调谐质量阻尼器,其特征在于,质量块的底面设有铰支撑系统,所述铰支撑系统包括铰支座与铰支球;铰支座安装于质量块的底面,铰支球安装于铰支座中,并能发生任意方向的滚动。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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