CN107916815B - 机械传动式摩擦耗能减震器 - Google Patents

机械传动式摩擦耗能减震器 Download PDF

Info

Publication number
CN107916815B
CN107916815B CN201711367903.3A CN201711367903A CN107916815B CN 107916815 B CN107916815 B CN 107916815B CN 201711367903 A CN201711367903 A CN 201711367903A CN 107916815 B CN107916815 B CN 107916815B
Authority
CN
China
Prior art keywords
fixed
connecting rod
guide sleeve
rotating
fixedly connected
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711367903.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107916815A (zh
Inventor
何芝仙
李修干
沈国栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Polytechnic University
Original Assignee
Anhui Polytechnic University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Polytechnic University filed Critical Anhui Polytechnic University
Priority to CN201711367903.3A priority Critical patent/CN107916815B/zh
Publication of CN107916815A publication Critical patent/CN107916815A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107916815B publication Critical patent/CN107916815B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E04—BUILDING
    • E04H—BUILDINGS OR LIKE STRUCTURES FOR PARTICULAR PURPOSES; SWIMMING OR SPLASH BATHS OR POOLS; MASTS; FENCING; TENTS OR CANOPIES, IN GENERAL
    • E04H9/00—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate
    • E04H9/02—Buildings, groups of buildings or shelters adapted to withstand or provide protection against abnormal external influences, e.g. war-like action, earthquake or extreme climate withstanding earthquake or sinking of ground
    • E04H9/021—Bearing, supporting or connecting constructions specially adapted for such buildings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)

Abstract

本发明适用于抗震技术领域，提供了一种机械传动式摩擦耗能减震器，包括：机架，包括：平行设置两盖板；设于两盖板间的两导向套，两导向套分别固定于盖板的两端；与一导向套固定连接的固定连杆；与另一导向套滑动连接的驱动连杆；一端与驱动连杆靠近第一导向套一端固定连接的传动连杆；摩擦耗能减震机构，包括：与传动连杆另一端固定连接的转动件；平行设于转动件两侧的两固定圆盘，一固定圆盘与第一盖板固定连接，转动件与另一固定圆盘固定连接；设于转动件与两固定圆盘之间的摩擦片，摩擦片均固定于转动件上，且分别与两固定圆盘相接触。通过将建筑结构上的微小位移非线性放大，再传递到摩擦耗能的部位，增大能量消耗，提高减震效果。

Description

机械传动式摩擦耗能减震器
技术领域
本发明属于减震抗震技术领域，提供了一种机械传动式摩擦耗能减震器。
背景技术
目前，建筑结构多种多样，人口密集区域往往高层建筑较多，而我国地震高发地带又很普遍存在。因此，在建筑结构设计和建造时一定要考虑减震抗震的问题。在建筑结构中安装耗能减震器是结构减震抗震的一个十分有效手段。其工作原理是在结构上选择一些特定的位置安装耗能减震器，利用结构在地震或强风荷载作用下结构上两点之间产生的相对位移，驱动耗能减震器消耗结构震动所产生的能量，达到减震和吸振的目的。此法可有效地保护建筑结构，减小建筑由地震或强风作用引起的破坏，提高建筑结构的使用安全性。
一般而言，对于摩擦耗能减震器，其消耗的能量与减震器工作时发生的位移有关，位移越大减震器消耗的能量就越多，实际工程中，建筑结构多以钢筋混凝土为主，同一楼层两点之间的相对位移一般比较小，一般不超过50毫米，特别是在结构没有破坏之前，结构两点之间的相对位移就更小了，只有结构在破坏之前，才可能产生较大的位移，而此时结构即将破坏。
发明内容
本发明实施例提供一种机械传动式摩擦耗能减震器，旨在将建筑结构上两点微小的位移非线性放大，再传递到摩擦耗能的部位，从而增大了能量的消耗，提高减震效果。
本发明是这样实现的，一种机械传动式摩擦耗能减震器，所述减震器包括：
机架，包括：平行设置的第一盖板和第二盖板；设于第一盖板和第二盖板之间的第一导向套和第二导向套，第一导向套和第二导向套分别固定于第一盖板及第二盖板的两端；贯穿第一导向套，且与第一导向套固定连接的固定连杆；贯穿第二导向套，且与第二导向套滑动连接的驱动连杆；
传动机构，为一端与驱动连杆靠近第一导向套一端固定连接的传动连杆；
摩擦耗能减震机构，包括：
与传动连杆另一端固定连接的转动件；
平行设于转动件两侧的第一固定圆盘和第二固定圆盘，第一固定圆盘与第一盖板固定连接，第二固定圆盘通过连接螺栓与第一固定圆盘固定连接；
设于转动件与第一固定圆盘之间及转动件与第二固定圆盘之间的摩擦片，摩擦片均固定于转动件上，且分别与第一固定圆盘及第二固定圆盘相接触。
进一步的，转动件为两转动扇形盘，传动机构为两传动连杆，两转动扇形盘所在平面与第一固定圆盘平行，两转动扇形盘与第一固定圆盘之间分别设有两摩擦片、两转动扇形盘与第二固定圆盘之间分别设有两摩擦片，两转动扇形盘的圆心通过两传动连杆与驱动连杆连接；
进一步的，摩擦片为与转动扇形盘的圆弧相适配的圆弧形摩擦片，圆弧形摩擦片的外圆弧与第一固定圆盘及第二固定圆盘的圆周相适配；
进一步的，两转动扇形盘关于两圆心所在直线的中垂线对称分布，所述两圆心为转动扇形盘的转动中心。
进一步的，两传动连杆关于驱动连杆的中心线对称设置，固定连杆的中心线、驱动连杆的中心线及转动扇形盘两圆心所在直线的中垂线均在同一直线上。
进一步的，转动件与第二固定圆盘通过螺栓和螺帽进行固定，在螺栓和螺帽之间依次设有预紧蝶形弹簧及限位套筒，预紧蝶形弹簧靠近第二固定圆盘设置，限位套筒靠近螺帽设置。
进一步的，在固定连杆远离第一导向套的一端及驱动连杆远离第二导向套的一端均设有螺孔。
本发明实施例提供的具有位移放大功能的机械传动式摩擦耗能减震器的结构设计方案，能将建筑结构上两点微小的位移非线性放大，再传递到摩擦耗能的部位，从而增大了能量的消耗，显著地提高减震效果。
附图说明
图1为本发明实施例提供的机械传动式摩擦耗能减震器的主视图；
图2为本发明实施例提供的摩擦耗能减震机构的内部结构图；
图3为本发明实施例提供的机械传动式摩擦耗能减震器的位移放大原理图；
图4为本发明实施例提供的减震器线位移与曲柄转角之间关系图；
图5为本发明实施例提供的减震器线位移与位移放大系数倍数之间关系图；
1.第一盖板、2.第二盖板、3.第一导向套、4.第二导向套、5.固定连杆、6.驱动连杆、7.传动连杆、8.转动件、9.第一固定圆盘、10.第二固定圆盘、11.摩擦片、12.螺栓、13.转动扇形盘。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1为本发明实施例提供的机械传动式摩擦耗能减震器的结构示意图，图2为本发明实施例提供的摩擦耗能减震机构的内部结构图，为了便于说明，仅示出与本发明实施例相关的部分。
该减震器包括：
机架，包括：平行设置的第一盖板1和第二盖板2；设于第一盖板1和第二盖板2之间的第一导向套3和第二导向套4，第一导向套3和第二导向套4分别固定于第一盖板1及第二盖板2的两端；贯穿第一导向套3，且与第一导向套3固定连接的固定连杆5；贯穿第二导向套4，且与第二导向套4滑动连接的驱动连杆6；
传动机构，为一端与驱动连杆6靠近第一导向套一端固定连接的传动连杆7；
摩擦耗能减震机构，包括：与传动连杆7另一端固定连接的转动件8；平行设于转动件8两侧的第一固定圆盘9和第二固定圆盘10，第一固定圆盘9与第一盖板1固定连接，第二固定圆盘10通过2个连接螺栓与第一固定圆盘9固定连接，并通过连接螺栓实现摩擦片的预紧；
设于转动件8与第一固定圆盘9之间及转动件8与第二固定圆盘10之间的摩擦片11，摩擦片11均固定于转动件8，且与第一固定圆盘9和第二固定圆盘10相接触。
转动件8与第二固定圆盘10通过螺栓12和螺帽进行固定，在螺栓12和螺帽之间依次设有预紧蝶形弹簧及限位套筒，预紧蝶形弹簧靠近第二固定圆盘10设置，限位套筒靠近螺帽设置，碟形预紧弹簧、限位套筒、螺栓及螺帽联合作用，可以调整圆弧形摩擦片与第一固定盘9与第二固定圆盘10之间压紧力，限位套筒起限制预紧螺栓的拧紧最大位移，从而保证压紧力为某个确定值，通过改变限位套筒的轴向长度，调整螺栓的拧紧最大位移，也就调整了摩擦片11的压紧力的大小。
在本发明实施例中，为了提高耗能效率，转动件8为两转动扇形盘13，传动机构为两传动连杆7，两转动扇形盘13所在平面与第一固定圆盘9平行，两转动扇形盘13与第一固定圆盘8之间分别设有两摩擦片、两转动扇形盘13与第二固定圆盘10之间分别设有两摩擦片11，两转动扇形盘的圆心通过两传动连杆7与驱动连杆6连接；
进为了进一步提高耗能效率，上述摩擦片11为与转动扇形盘13的圆弧相适配的圆弧形摩擦片，圆弧形摩擦片的外圆弧与第一固定圆盘9及第二固定圆盘10的圆周相适配；
为了增大圆弧形摩擦片的转程，提高耗能效率，两转动扇形盘13关于两圆心所在直线的中垂线对称分布，该两圆心为转动扇形盘的圆心；
其工作过程为：驱动连杆在可在第二导向套内往复移动，并通过传动连杆推动转动扇形盘转动，转动扇形盘左右两面安装有圆弧形摩擦片，由于转动扇形盘的转动，圆弧形摩擦片与第一固定盘及第二固定盘之间产生相对运动产生摩擦，从而消耗能量；
转动扇形盘和驱动连杆布置成两组，公用一个移动连杆和一组固定盘，是为了增加摩擦面的数目以提高耗能效率，本发明实施例中设置了4个摩擦面，因而工效提高了4倍。
为了改善减震器的整体受力情况，两传动连杆7关于驱动连杆6的中心线对称设置，固定连杆5的中心线与驱动连杆6的中心线在同一直线上，且转动扇形盘13两圆心所在直线的中垂线与固定连杆5的中心线、或驱动连杆6的中心线在同一直线上，以实现固定连杆5和驱动连杆6的受力共线。
为了便于将减震器更好的固定于建筑物上，在固定连杆5远离第一导向套的一端及驱动连杆6远离第二导向套的一端均设有螺孔，通过与螺钉的配合将减震器进行固定。
图3为本专利提出的耗能减震器位移放大原理图，主要有移动滑块B、连杆AB、曲柄O1A以及与曲柄固连的扇形摩擦片构成，实际上就是一个偏置曲柄滑块机构。建立XAY坐标系，通过几何关系分析可得滑块位移与曲柄转角之间的关系：
Figure GDA0004094291010000051
式中L为连杆长度，r为曲柄长度，
Figure GDA0004094291010000052
为曲柄与y轴的夹角。XB为滑块的位置的x坐标。摩擦片中心弧位移
Figure GDA0004094291010000053
R为摩擦片半圆弧的平均半径。本专利提出的耗能减震器的位移放大倍数即摩擦片中心弧位移的微分与滑块位移的微分之间的比值：
Figure GDA0004094291010000061
取r＝50mm,R＝300mm,L＝300mm，按照式(1)和(3)可得减震器线位移与曲柄转角之间关系如图4以及减震器线位移与位移放大系数倍数之间关系如图5，可见减震器位移放大倍数可达6倍以上。
本发明实施例提供的具有位移放大功能的机械传动式摩擦耗能减震器的结构设计方案，能将建筑结构上两点微小的位移非线性放大，再传递到摩擦耗能的部位，从而增大了能量的消耗，显著地提高减震效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种机械传动式摩擦耗能减震器，其特征在于，所述减震器包括：
机架，包括：平行设置的第一盖板和第二盖板；设于第一盖板和第二盖板之间的第一导向套和第二导向套，第一导向套和第二导向套分别固定于第一盖板及第二盖板的两端；贯穿第一导向套，且与第一导向套固定连接的固定连杆；贯穿第二导向套，且与第二导向套滑动连接的驱动连杆；
传动机构，为一端与驱动连杆靠近第一导向套一端固定连接的传动连杆；
摩擦耗能减震机构，包括：
与传动连杆另一端固定连接的转动件；
平行设于转动件两侧的第一固定圆盘和第二固定圆盘，第一固定圆盘与第一盖板固定连接，第二固定圆盘通过连接螺栓与第一固定圆盘固定连接；
设于转动件与第一固定圆盘之间及转动件与第二固定圆盘之间的摩擦片，摩擦片均固定于转动件上，且分别与第一固定圆盘及第二固定圆盘相接触。
2.如权利要求1所述的机械传动式摩擦耗能减震器，其特征在于，转动件为两转动扇形盘，传动机构为两传动连杆，两转动扇形盘所在平面与第一固定圆盘平行，两转动扇形盘与第一固定圆盘之间分别设有两摩擦片、两转动扇形盘与第二固定圆盘之间分别设有两摩擦片，两转动扇形盘的圆心通过两传动连杆与驱动连杆连接。
3.如权利要求2所述的机械传动式摩擦耗能减震器，其特征在于，摩擦片为与转动扇形盘的圆弧相适配的圆弧形摩擦片，圆弧形摩擦片的外圆弧与第一固定圆盘及第二固定圆盘的圆周相适配。
4.如权利要求2所述的机械传动式摩擦耗能减震器，其特征在于，两转动扇形盘关于两圆心所在直线的中垂线对称分布，所述两圆心为转动扇形盘的转动中心。
5.如权利要求4所述的机械传动式摩擦耗能减震器，其特征在于，两传动连杆关于驱动连杆的中心线对称设置，固定连杆的中心线、驱动连杆的中心线及转动扇形盘两圆心所在直线的中垂线均在同一直线上。
6.如权利要求1所述的机械传动式摩擦耗能减震器，其特征在于，转动件与第二固定圆盘通过螺栓和螺帽进行固定，在螺栓和螺帽之间依次设有预紧蝶形弹簧及限位套筒，预紧蝶形弹簧靠近第二固定圆盘设置，限位套筒靠近螺帽设置。
7.如权利要求1至3任一权利要求所述的机械传动式摩擦耗能减震器，其特征在于，在固定连杆远离第一导向套的一端及驱动连杆远离第二导向套的一端均设有螺孔。
CN201711367903.3A 2017-12-18 2017-12-18 机械传动式摩擦耗能减震器 Active CN107916815B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711367903.3A CN107916815B (zh) 2017-12-18 2017-12-18 机械传动式摩擦耗能减震器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711367903.3A CN107916815B (zh) 2017-12-18 2017-12-18 机械传动式摩擦耗能减震器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107916815A CN107916815A (zh) 2018-04-17
CN107916815B true CN107916815B (zh) 2023-04-07

Family

ID=61893511

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711367903.3A Active CN107916815B (zh) 2017-12-18 2017-12-18 机械传动式摩擦耗能减震器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107916815B (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111005466B (zh) * 2018-06-26 2021-04-20 福建省交建集团工程有限公司 一种装配式摩擦耗能器及安装方法
CN108978917B (zh) * 2018-06-26 2020-06-26 江苏千禧杭萧装配式建筑科技有限公司 一种装配式金属摩擦耗能器
CN109577725B (zh) * 2018-11-06 2020-07-28 同济大学 一种非线性组合型阻尼器
CN111740061B (zh) * 2020-07-06 2021-08-06 北京健筑科技有限公司 一种5v锂电池防护结构
CN111764529B (zh) * 2020-07-15 2021-07-20 兰州理工大学 一种半主动sma-压电复合齿轮摩擦阻尼器

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4944279A (en) * 1989-04-14 1990-07-31 Eaton Corporation Supercharger torsion damping mechanism with friction damping
JP2001020560A (ja) * 1999-07-02 2001-01-23 Ohbayashi Corp 連結制振構造
JP2002340084A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Tekken Constr Co Ltd 鋼材ダンパー装置
JP2003253905A (ja) * 2002-02-27 2003-09-10 Sekisui House Ltd 制振装置
CN101168979A (zh) * 2007-11-02 2008-04-30 北京工业大学 放大位移型耗能器
CN101750184A (zh) * 2008-12-02 2010-06-23 林昶 一种仪表位移转换放大器
WO2012111968A2 (ko) * 2011-02-15 2012-08-23 조선대학교 산학협력단 변위증폭형 제진시스템 및 이의 시공방법
CN106284748A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 上海大学 一种附加位移放大装置的自承重耗能阻尼墙
CN106677586A (zh) * 2016-12-22 2017-05-17 广州大学 一种利用房屋层间位移的阻尼器
CN107119958A (zh) * 2017-06-20 2017-09-01 大连理工大学 一种齿轮传动放大式节点剪切阻尼器

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4944279A (en) * 1989-04-14 1990-07-31 Eaton Corporation Supercharger torsion damping mechanism with friction damping
JP2001020560A (ja) * 1999-07-02 2001-01-23 Ohbayashi Corp 連結制振構造
JP2002340084A (ja) * 2001-05-18 2002-11-27 Tekken Constr Co Ltd 鋼材ダンパー装置
JP2003253905A (ja) * 2002-02-27 2003-09-10 Sekisui House Ltd 制振装置
CN101168979A (zh) * 2007-11-02 2008-04-30 北京工业大学 放大位移型耗能器
CN101750184A (zh) * 2008-12-02 2010-06-23 林昶 一种仪表位移转换放大器
WO2012111968A2 (ko) * 2011-02-15 2012-08-23 조선대학교 산학협력단 변위증폭형 제진시스템 및 이의 시공방법
CN106284748A (zh) * 2016-08-08 2017-01-04 上海大学 一种附加位移放大装置的自承重耗能阻尼墙
CN106677586A (zh) * 2016-12-22 2017-05-17 广州大学 一种利用房屋层间位移的阻尼器
CN107119958A (zh) * 2017-06-20 2017-09-01 大连理工大学 一种齿轮传动放大式节点剪切阻尼器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107916815A (zh) 2018-04-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107916815B (zh) 机械传动式摩擦耗能减震器
US9777793B1 (en) Six-degree-of-freedom micro vibration suppression platform and control method thereof
CN107893565B (zh) 螺旋传动式摩擦耗能减震器
CN104842372B (zh) 一种仿人机器人关节过载保护装置
CN102287016B (zh) 摆式摩擦墙
CN106906912B (zh) 一种分阶段耗能限位支座
CN109113203B (zh) 力放大式主动调谐质量阻尼器
CN114718204A (zh) 一种柱间连接型自复位变摩擦阻尼器
CN100575738C (zh) 低频隔振抗震台架
CN114645580B (zh) 基于永磁体斥力的自复位变刚度摩擦阻尼装置
KR20150034388A (ko) 이력댐퍼와 마찰댐퍼가 부착된 실린더형 제진장치
CN112177185A (zh) 一种基于齿轮传动的位移响应放大型摩擦耗能阻尼器
KR101398365B1 (ko) 디스크 스프링을 이용한 마찰형 에너지 소산 장치
CN109811641B (zh) 一种缓冲限位型旋转摩擦质量阻尼器
CN109577507B (zh) 鼓曲耗能型金属阻尼器
CN215405547U (zh) 一种旋转自复位节点
CN111719727B (zh) 一种自复位凸轮式阻尼器响应放大装置
CN107327194B (zh) 一种支撑式负刚度摩擦阻尼器
CN207660349U (zh) 一种机械传动式摩擦耗能减震器
CN209839346U (zh) 基于摩擦耗能的减震管道系统
CN214117074U (zh) 一种旋转式电涡流调谐质量阻尼器
CN113898233A (zh) 一种并联式分级起滑摩擦消能器
JP2012047221A (ja) 制振ダンパー装置
CN112196130A (zh) 一种转角位移型摩擦阻尼器
CN112176854A (zh) 一种水平多维响应放大型剪切耗能减震装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant