CN107842570A - 一种电涡流三维隔震支座 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种电涡流三维隔震支座，包括底座和上部隔震支座，底座包括第一铁板和上层铜板，第一铁板和上层铜板之间通过第一螺杆连接，上层铜板的上表面固定连接有硬质薄板，第一铁板的下表面四个角的位置分别固定连接有一个水平调节器，上部隔震支座包括第二铁板、硬质塑料板、四个导轮球和铷磁铁阵列，硬质塑料板的下表面四个角的位置分别固定连接有一个导轮，第二铁板和硬质塑料板之间通过第二螺杆连接，第二铁板的下表面固定连接有铷磁铁阵列，硬质薄板的上表面沿四边固定连接有八个直杆，每个直杆通过软弹簧与相对应位置的硬质塑料板侧面连接，本发明具有良好的三维隔震能力，可以在整个装置水平刚度较小时，获得较大的阻尼。

Description

一种电涡流三维隔震支座
技术领域
本发明涉及一种电涡流三维隔震支座。
背景技术
当今社会，大数据技术已经逐渐渗透到各个领域，作为海量信息存储和高性能计算的载体，大数据中心的存储单元、计算单元等设备具有举足轻重的地位，一旦遭受地震破坏，将会造成重大的经济损失和社会影响，国内外在大数据中心重要设备隔震方面的研究还比较少；此外，文物是我们了解社会进程、认识人类发展过程的瑰宝，承载着人类文明的精神财富，然而历次大地震都有文物损毁记录。从上世纪90年代开始，美国、日本等先后提出文物减隔震技术。滚轴式、滚珠式、滑块式、形状记忆合金式等水平隔震装置被相继研发或应用。
隔震技术的原理是通过在基础与设备或者结构之间安装特殊类型的支座，延长上部结构或者设备的振动周期，使其避开地震动与结构共振峰，进而达到减小结构响应的目的。大量实践应用表明，隔震技术可以显著降低上部结构的地震动响应。
尽管目前隔震理论已经比较成熟，隔震设备的效果也比较良好，但仍存在一些不足，主要表现在：(1)目前的隔震设备主要面向建筑结构或者大型设备，体积较大，而针对重要设备或珍贵文物的小型化隔震装置较少；(2)传统的隔震装置多为水平向，较难抵御竖向地震动的破坏作用；(3)现有隔震装置主要通过外加阻尼器的形式提高其耗能、限位能力，构造相对复杂，经济性较差；(4)有些隔震支座中采用的橡胶、粘滞液体等材料仍存在老化或温度影响。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种电涡流三维隔震支座，可减轻重要设备或馆藏文物震害，且具有良好自复位能力。
本发明的目的是这样实现的：一种电涡流三维隔震支座，包括底座和上部隔震支座，所述的上部隔震支座设置于底座上方，
所述的底座包括第一铁板和上层铜板，所述的第一铁板和上层铜板之间通过第一螺杆连接，所述的上层铜板的上表面固定连接有硬质薄板，所述第一铁板的下表面四个角的位置分别固定连接有水平调节器；
所述的上部隔震支座包括第二铁板、硬质塑料板、四个导轮和铷磁铁阵列，硬质塑料板的下表面四个角的位置分别固定连接有一个导轮，第二铁板和硬质塑料板之间通过第二螺杆连接，第二铁板的下表面设置有铷磁铁阵列，硬质薄板的上表面沿四边固定连接有八个直杆，每个直杆通过软弹簧与相对应位置的硬质塑料板侧面连接；
当本电涡流三维隔震支座受到水平动力荷载时，所述的底座和上部隔震支座之间会发生相对位移，往复运动产生电涡流阻尼力,能够消耗传递到上部隔震支座的震动能量，抑制二者之间相对位移。
本发明还具有如下技术特征：
1、调节第一螺杆长度能够微调磁场的磁感应强度，调节第二螺杆长度能够粗调磁场的磁感应强度，进而调节阻尼比。
2、分别调节调节第一和第二螺杆的长度，从而改变两个铁板之间的距离，进而改变电涡流三维隔震支座的初始刚度。
3、所述硬质薄板上表面为低摩擦系数镀层，摩擦系数范围0.003-0.005。
4、所述的铷磁铁阵列包括多个铷磁铁，相邻铷磁铁之间的极性相反，每个铷磁铁的上表面为正方形，每个铷磁铁之间的间距为0.6-0.8倍的铷磁铁边长。
5、所述的上层铜板的厚度为8mm-10mm。
6、所述的第一铁板和第二铁板的厚度为10mm-15mm。
7、所述的导轮内部设置有减震机构。
本发明的优点和有益效果为：利用电涡流提供的阻尼力进行耗能和控制上部隔震支座位移，通过调节螺杆长度，可调节系统的阻尼力和水平刚度等重要参数，以适用于不同地区不同级别的震害，具有良好的三维隔震能力，可以在整个装置水平刚度较小时，获得较大的阻尼，从而能使上部隔震支座在具有较好的隔震效果的前提下具有较小的相对位移，此外调节上下螺杆的长度可调节整个装置的初始刚度和阻尼比。当本发明受到水平动力荷载时，底座和上部隔震支座之间会发生相对位移，往复运动产生电涡流阻尼力，可以消耗传递到上部隔震支座的地震能量，同时上部隔震支座和铜板之间的电涡流阻尼力有抑制二者之间相对位移的作用，故具有较好的位移控制能力，同时导轮中的弹簧和摩擦片具有缓冲和消耗竖向地震作用的能力，调节上部隔震支座和底座上的螺杆长度可分别粗调和细调磁感应强度，进而调节阻尼比，调节螺杆长度也可以改变系统的初始刚度，具有隔震耗能效果好，限位效果优良，结构简单，容易调试等优点。
附图说明
图1为本发明的俯视结构示意图。
图2为图1的阶梯剖视图。
图3为本发明的导轮结构示意图。
图4为本发明的上部隔震支座仰视图。
具体实施方式
下面根据说明书附图举例对本发明做进一步解释：
实施例1
结合图1-4所示，一种电涡流三维隔震支座，包括底座和上部隔震支座，所述的上部隔震支座设置于底座上方；
所述的底座包括第一铁板21和上层铜板22，所述的第一铁板21和上层铜板22之间通过第一螺杆23连接，所述的上层铜板22的上表面固定连接有硬质薄板24，所述第一铁板21的下表面四个角的位置分别固定连接有水平调节器60；
所述的上部隔震支座包括第二铁板11、硬质塑料板13、四个导轮30和铷磁铁阵列70，硬质塑料板13的下表面四个角的位置分别固定连接有一个导轮30，第二铁板11和硬质塑料板13之间通过第二螺杆12连接，第二铁板11的下表面设置有铷磁铁阵列70，硬质薄板24的上表面沿四边固定连接有八个直杆50，每个直杆50通过软弹簧40与相对应位置的硬质塑料板13侧面连接；
当本电涡流三维隔震支座受到水平动力荷载时，所述的底座和上部隔震支座之间会发生相对位移，往复运动产生电涡流阻尼力,能够消耗传递到上部隔震支座的震动能量，抑制二者之间相对位移。调节第一螺杆长度23能够微调磁场的磁感应强度，调节第二螺杆12长度能够粗调磁场的磁感应强度，进而调节阻尼比。分别调节调节第一和第二螺杆的长度，从而改变两个铁板之间的距离，进而改变电涡流三维隔震支座的初始刚度。所述硬质薄板24上表面为低摩擦系数镀层，摩擦系数范围0.003-0.005。所述的铷磁铁阵列70包括多个铷磁铁，相邻铷磁铁之间的极性相反，每个铷磁铁的上表面为正方形，每个铷磁铁之间的间距为0.6-0.8倍的铷磁铁边长。所述的上层铜板22的厚度为8mm-10mm。所述的第一铁板21和第二铁板11的厚度为10mm-15mm。所述的导轮内部设置有减震机构。
本实施例中所述的导轮30包括套筒31、内壳32、大滚珠33、轴承34、摩擦片35和弹簧36，套筒31内部装有弹簧36，弹簧36与摩擦片35连接，摩擦片35下表面与弧形内壳32接触，弧形内壳32外壁粘附可发生小量弹性形变且具有一定摩擦系数的材料层，如环形橡胶圈，弧形内壳32外壁与金属套筒31内壁相接触；弧形内壳32装有轴承34，轴承34内装有大滚珠33。
本发明在工作时：本装置被安置于台座(基础)与设备或文物之间，水平调节器60应与台座(基础)具有较大摩擦力，或者直接与台座(基础)固接，设备或文物根据具体要求可直接浮放在上部隔震支座之上或与之固接，使用前应进行调试，首先调节水平调节器60，保持底座水平，然后根据该地区多遇地震的强度及特点，调节装置阻尼和初始刚度。调节第二螺杆12可粗调装置阻尼比，调节第一螺杆23可细调阻尼比。调节螺杆的同时会改变装置的初始刚度。保持上部隔震支座水平并调节到合适阻尼比和初始刚度后，该装置即会具有最大效益。
当结构遭受地震波所施加的水平动力荷载时，底座和上部隔震支座之间会发生相对滑动，隔离部分水平地震能量，上层铜板22切割磁感线，产生电涡流阻尼力，消耗传递到上部的水平地震波能量，并抑制上部隔震支座和底座之间的相对位移，软弹簧40可进一步限位，此外导轮30之中的弹簧36和摩擦片35可以起到缓冲作用并消耗竖直方向地震波的能量，从而实现三维隔震，并具有上部隔震支座和底座相对位移可控制，装置阻尼比和刚度可调节等特点。

Claims (8)

1.一种电涡流三维隔震支座，包括底座和上部隔震支座，所述的上部隔震支座设置于底座上方，其特征在于：
所述的底座包括第一铁板和上层铜板，所述的第一铁板和上层铜板之间通过第一螺杆连接，所述的上层铜板的上表面固定连接有硬质薄板，所述第一铁板的下表面四个角的位置分别固定连接有水平调节器；
所述的上部隔震支座包括第二铁板、硬质塑料板、四个导轮和铷磁铁阵列，硬质塑料板的下表面四个角的位置分别固定连接有一个导轮，第二铁板和硬质塑料板之间通过第二螺杆连接，第二铁板的下表面设置有铷磁铁阵列，硬质薄板的上表面沿四边固定连接有八个直杆，每个直杆通过软弹簧与相对应的硬质塑料板侧面连接；
当本电涡流三维隔震支座受到水平动力荷载时，所述的底座和上部隔震支座之间会发生相对位移，往复运动产生电涡流阻尼力,能够消耗传递到上部隔震支座的震动能量，抑制二者之间相对位移。
2.根据权利要求1所述的一种电涡流三维隔震支座，其特征在于：调节第一螺杆长度能够微调磁场的磁感应强度，调节第二螺杆长度能够粗调磁场的磁感应强度，进而调节阻尼比。
3.根据权利要求1所述的一种电涡流三维隔震支座，其特征在于：分别调节调节第一和第二螺杆的长度，从而改变两个铁板之间的距离，进而改变电涡流三维隔震支座的初始刚度。
4.根据权利要求1所述的一种电涡流三维隔震支座，其特征在于：所述硬质薄板上表面为低摩擦系数镀层，摩擦系数范围0.003-0.005。
5.根据权利要求1所述的一种电涡流三维隔震支座，其特征在于：所述的铷磁铁阵列包括多个铷磁铁，相邻铷磁铁之间的极性相反，每个铷磁铁的上表面为正方形，每个铷磁铁之间的间距为0.6-0.8倍的铷磁铁边长。
6.根据权利要求1所述的一种电涡流三维隔震支座，其特征在于：所述的上层铜板的厚度为8mm-10mm。
7.根据权利要求1所述的一种电涡流三维隔震支座，其特征在于：所述的第一铁板和第二铁板的厚度为10mm-15mm。
8.根据权利要求1所述的一种电涡流三维隔震支座，其特征在于：所述的导轮内部设置有减震机构。
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