CN107859719B - 一种不完全齿轮机构隔震限位装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其包括基座和安装在基座上的齿轮机构、齿轮限位挡板、滚珠丝杆、两个消能器和消能器固定座，齿轮限位挡板设为两块，两块齿轮限位挡板平行间隔安装在齿轮机构的两侧，滚珠丝杆穿过齿轮限位挡板与齿轮机构连接，两个消能器分别安装在齿轮限位挡板两侧的消能器固定座上并与齿轮机构连接；齿轮机构包括齿轮、带齿边框、推杆和推杆限位架，齿轮为不完全齿轮，不完全齿轮与带齿边框啮合，带齿边框的两侧带有推杆，带齿边框的两侧分别设有一个推杆限位架，推杆限位架安装在基座上，推杆限位架上开设有限位孔，带齿边框两侧的推杆分别穿过限位孔与两个消能器连接。

Description

一种不完全齿轮机构隔震限位装置

技术领域

本发明涉及隔震减震技术领域，尤其涉及一种叠层橡胶隔震支座限位装置。

背景技术

隔震技术通过在隔震层设置隔震支座,延长结构的自振周期,进而避开地震动的卓越周期,降低上部结构的地震响应,节约造价。隔震结构由于诸多优越性,得到大力推广,到目前为止,我国已有各类减隔震建筑6000余幢。隔震技术需要通过消能器限制隔震层的位移，防止隔震支座在长周期地震动或巨震作用下因发生过大的位移而破坏；同时需要通过消能器的耗能能力来耗散地震能量。当隔震支座限位装置采用位移相关型消能器如摩擦消能器，金属屈服消能器时，若消能器位移较小，则其难以发挥有效的耗能能力；若消能器位移较大，则需要采用大吨位大行程消能器，导致造价较高。当隔震支座限位装置采用速度相关型消能器如粘滞液体消能器或粘弹性消能器时，若消能器速度较小，其难以发挥有效的耗能能力；若消能器速度较大或位移较大，则需要采用大吨位大行程消能器，也会导致造价较高。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的隔震限位技术采用消能器限位装置时，当结构遭遇大震时隔震层位移过大，消能器超过位移限值而发生破坏的问题。

为了解决上述问题，本发明提供了一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其包括基座和安装在基座上的齿轮机构、齿轮限位挡板、滚珠丝杆、两个消能器和消能器固定座，所述齿轮限位挡板设为两块，两块所述齿轮限位挡板平行间隔安装在所述齿轮机构的两侧，所述滚珠丝杆穿过所述齿轮限位挡板与所述齿轮机构连接，两个所述消能器分别安装在所述齿轮限位挡板两侧的消能器固定座上并与所述齿轮机构连接；

所述齿轮机构包括齿轮、带齿边框、推杆和推杆限位架，所述齿轮为不完全齿轮，所述带齿边框的内侧的上、下两边分别设有齿条，所述不完全齿轮与所述带齿边框的齿条啮合，所述带齿边框的两侧带有推杆，所述带齿边框的两侧分别设有一个推杆限位架，所述推杆限位架安装在所述基座上，所述推杆限位架上开设有限位孔，所述带齿边框两侧的推杆分别穿过所述限位孔与两个所述消能器连接。

作为上述技术方案的改进，所述滚珠丝杆包括两个滚珠螺母，所述不完全齿轮夹持在两个所述滚珠螺母之间，两个所述滚珠螺母背离所述不完全齿轮的一面上分别安装有一推力轴承。

作为上述技术方案的改进，所述推杆与所述消能器连接一侧设有用于与所述消能器连接的第一连接扣。

作为上述技术方案的改进，所述消能器固定座的顶部设置有第二连接扣，所述第二连接扣与所述第一连接扣设置在同一水平高度上。

作为上述技术方案的改进，所述基座上设有多个螺栓孔，所述基座下方还设有混凝土墩台，所述基座通过所述螺栓孔固定在所述混凝土墩台上。

作为上述技术方案的改进，所述齿轮限位挡板背向所述齿轮机构的一面设有一个或多个用于支撑所述齿轮限位挡板的固定加劲肋。

本发明提供的一种不完全齿轮机构隔震限位装置，与现有技术相比较，具有如下有益效果：

在本发明中，通过滚珠丝杆以及齿轮机构的作用将水平运动转化为回转运动后又将回转运动转化成往复直线运动，由此消能器始终发生允许范围内的有限往复位移，解决了大震时隔震层位移过大，消能器超过位移限值而发生破坏的问题。同时，齿轮传动具有传动效率高、稳定性好、工作可靠、寿命长等特点，经过加工处理过的带齿边框的齿条不仅运行平稳且可以承受很大的载荷及重复载荷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。

图1是本发明的实施例提供的一种不完全齿轮机构隔震限位装置的立体图；

图2是本发明的实施例提供的一种不完全齿轮机构隔震限位装置的剖面图；

图3是本发明的实施例提供的的齿轮机构的立体图；

图4是本发明的实施例提供的多个不完全齿轮机构隔震限位装置的连接示意图。

其中，1-滚珠丝杆；11-滚珠螺母；12-推力轴承；2-不完全齿轮；21-带齿边框；22-推杆限位架；23-第一连接扣；24-推杆；3-消能器；31-第二连接扣；32-消能器固定座；4-基座；41-安装孔；5-齿轮限位挡板；51-加劲肋；61-第一消能器反应放大装置；62-第二消能器反应放大装置；7-建筑结构或桥梁结构；71-隔震层上支墩；72-橡胶隔震支座；73-隔震层下支墩；8-混凝土墩台。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅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作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1-3所示，本发明提供了一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其包括基座4和安装在基座4上的齿轮机构、齿轮限位挡板5、滚珠丝杆1、两个消能器3和消能器固定座32，所述齿轮限位挡板5设为两块，两块所述齿轮限位挡板5平行间隔安装在所述齿轮机构的两侧，所述滚珠丝杆1穿过所述齿轮限位挡板5与所述齿轮机构连接，两个所述消能器3分别安装在所述齿轮限位挡板5两侧的消能器固定座32上并与所述齿轮机构连接；所述齿轮机构包括齿轮、带齿边框21、推杆24和推杆限位架22，所述齿轮为不完全齿轮2，所述带齿边框21的内侧的上、下两边分别设有齿条，所述不完全齿轮2与所述带齿边框21的齿条啮合，所述带齿边框21的两侧带有推杆24，所述带齿边框21的两侧分别设有一个推杆限位架22，所述推杆限位架22安装在所述基座4上，所述推杆限位架22上开设有限位孔，所述带齿边框21两侧的推杆24分别穿过所述限位孔与两个所述消能器3连接。在本发明中，通过滚珠丝杆1以及齿轮机构的作用将水平运动转化为回转运动后又将回转运动转化成往复直线运动，由此消能器3始终发生允许范围内的有限往复位移，且通过合理设计齿轮机构，力的放大效果甚至能达到几十倍。解决了若消能器3位移较小，难以发挥有效的耗能能力，若消能器3位移较大，则需要采用大吨位大行程消能器，导致造价较高的两难问题。齿轮机构对力与速度的放大倍数是确定的，且通过合理设计齿轮机构，力的放大效果甚至能达到几十倍。同时，齿轮传动具有传动效率高、稳定性好、工作可靠、寿命长等特点，经过加工处理过的带齿边框的齿条不仅运行平稳且可以承受很大的载荷及重复载荷。

更佳地，在本实施例中，带齿边框21两侧的推杆24分别穿过推杆限位架22的限位孔与两个所述消能器3连接。所述带齿边框21两侧的推杆24通过推杆限位架22，使得齿轮机构更加稳定的运行。

更佳地，在本实施例中，为了方便安装和拆卸，所述推杆24与所述消能器3连接一侧设有用于与所述消能器3连接的第一连接扣23。

更佳地，在本实施例中，所述不完全齿轮2夹接在两个所述滚珠螺母11之间，两个所述滚珠螺母11背离所述不完全齿轮2的一面上分别安装有一推力轴承12，以支撑滚珠丝杆1。

更佳地，在本实施例中，所述基座4上设有多个螺栓孔41，多个螺栓孔41分布在基座4的边缘，供基座4安装使用。建筑或桥梁结构7包括由上至下依次连接的隔震层上支墩71、隔震支座72和隔震层下支墩73，基座4下方设置有混凝土墩台8，基座4通过螺栓孔41可以安装在混凝土墩台8上，不完全齿轮机构隔震限位装置与隔震层上支墩71连接，具体的，混凝土墩台8的高度根据隔震层上支墩71的高度调整，保证不完全齿轮机构隔震限位装置的高度与隔震层上支墩71的高度保持一致。

更佳地，在本实施例中，所述消能器固定座32的顶部设置有第二连接扣31，所述第二连接扣31与带齿边框上21的第一连接扣23设置在同一水平高度上，以便第一连接扣23和第二连接扣21互相连接配合。另外，第一连接扣23和第二连接扣31之间的距离由消能器3的大小确定。

更佳地，在本实施例中，所述齿轮限位挡板5有一个或多个用于支撑所述齿轮限位挡板5的固定加劲肋51，保证整个机构的稳定性。

更佳地，在本实施例中，可将消能器3选用速度或者位移相关型的消能器，固定形式可采取焊接或者螺栓连接。

本发明提供的一种不完全齿轮机构隔震限位装置的工作过程为：当地震发生之时，与滚珠丝杆1相连接的建筑或桥梁结构隔震层上支墩71推动滚珠丝杆1水平移动，滚珠丝杆1水平移动带动滚珠螺母11转动，齿轮限位挡板5通过推力轴承12限制滚珠滚珠螺母11水平移动，滚珠滚珠螺母11转动带动不完全齿轮2转动，不完全齿轮2与带齿边框21啮合，推动带齿边框21往复运动，带齿边框21往复运动带动第一连接扣23往复运动，第一连接扣23往复运动通过消能器3消能减震，隔震层位移得到限制。

还需要说明的是，在本发明另一实施例中，两个或多个所述不完全齿轮机构隔震限位装置之间互相串联连接，以组成不完全齿轮机构隔震限位装置组。例如，两个不完全齿轮机构隔震限位装置串接的情形参见图4所示，其中，第一不完全齿轮机构隔震限位装置61与第二不完全齿轮机构隔震限位装置62之间使用一根较长的滚珠丝杆1将多个不完全齿轮2串接到一起，完成串接工作。在串联过程中需要注意的是：串联的不完全齿轮2初始转动位置不处于同一位置，能够更加有效地增加其耗能效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其特征在于，包括基座和安装在基座上的齿轮机构、齿轮限位挡板、滚珠丝杆、两个消能器和消能器固定座，所述齿轮限位挡板设为两块，两块所述齿轮限位挡板平行间隔安装在所述齿轮机构的两侧，所述滚珠丝杆穿过所述齿轮限位挡板与所述齿轮机构连接，两个所述消能器分别安装在所述齿轮限位挡板两侧的消能器固定座上并与所述齿轮机构连接；

所述齿轮机构包括齿轮、带齿边框、推杆和推杆限位架，所述齿轮为不完全齿轮，所述带齿边框的内侧的上、下两边分别设有齿条，所述不完全齿轮与所述带齿边框的齿条啮合，所述带齿边框的两侧带有推杆，所述带齿边框的两侧分别设有一个推杆限位架，所述推杆限位架安装在所述基座上，所述推杆限位架上开设有限位孔，所述带齿边框两侧的推杆分别穿过所述限位孔与两个所述消能器连接；

所述基座上设有多个螺栓孔，多个所述螺栓孔分布在所述基座的边缘。

2.如权利要求1所述的一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其特征在于，所述滚珠丝杆包括两个滚珠螺母，所述不完全齿轮夹持在两个所述滚珠螺母之间，两个所述滚珠螺母背离所述不完全齿轮的一面上分别安装有一推力轴承。

3.如权利要求1所述的一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其特征在于，所述推杆与所述消能器连接一侧设有用于与所述消能器连接的第一连接扣。

4.如权利要求3所述的一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其特征在于，所述消能器固定座的顶部设置有第二连接扣，所述第二连接扣与所述第一连接扣设置在同一水平高度上。

5.如权利要求1所述的一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其特征在于，所述基座下方还设有混凝土墩台，所述基座通过所述螺栓孔固定在所述混凝土墩台上。

6.如权利要求1所述的一种不完全齿轮机构隔震限位装置，其特征在于，所述齿轮限位挡板背向所述齿轮机构的一面设有一个或多个用于支撑所述齿轮限位挡板的固定加劲肋。