CN108757817B - 一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器 - Google Patents

一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器，包括容纳部、电磁端盖、侧壁、凸块和空腔，空腔与容纳部互相贯通，容纳部内部还放置有球体结构的冲击器，冲击器包括两个半球体，半球体的外侧连接有轴承，轴承的内圈上插设有第一连杆，第一连杆的外侧活动连接有第一转轮，第一转轮位于空腔内，半球体的平面外侧连接有凸沿，两个半球体的凸沿通过若干个环形排列的固定螺栓互相连接，凸沿的外侧固定连接有圆环形的胶圈，容纳部的底部还通过支撑杆连接有胶块，半球体的内部还开设有一条环形空腔，环形空腔的内部放置有若干个滚珠。本发明能够改进现有技术的不足，其动量交换和能量转换更充分，具有更好的减振效能。

Description

一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器
技术领域
本发明涉及一种碰撞阻尼器，尤其是一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器。
背景技术
碰撞阻尼器是被动控制的一种。碰撞阻尼利用振动过程中自由质量(冲击器)与主系统的碰撞来控制主系统的响应。由于碰撞阻尼器结构简单、使用方便、造价低廉、为无源结构、能够在极端环境下使用并且能取得较好的减振效果。因而，近几年由于碰撞阻尼器的迅猛发展，已经在机床、机器人、透平机械、飞机、汽车、航天飞船和高层建筑等领域的振动控制中都得到了广泛的应用。发明人于15年申请了一项中国发明专利CN 105221620A，这种结构的碰撞阻尼器包括冲击器、容纳部和电磁端盖，利用磁力差使得冲击器与主系统在一个周期内发生多次碰撞，从而加强动量交换和塑性变形两种耗能机制。但是经过近些年发明人的进一步研究和实验发现，球形的冲击器会在容纳部内产生很多无效的碰撞动作，从而限制了其的适用范围。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器，能够解决现有技术的不足，其动量交换和能量转换更充分，具有更好的减振效能。
一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器，包括容纳部，容纳部的左右两端分别装有电磁端盖，所述容纳部的前后两侧分别连接有侧壁，侧壁的外侧连接有凸块，凸块的内侧开设有空腔，空腔与容纳部互相贯通，容纳部内部还放置有球体结构的冲击器，冲击器包括两个半球体，半球体的外侧连接有轴承，轴承的内圈上插设有第一连杆，第一连杆的外侧活动连接有第一转轮，第一转轮位于空腔内，半球体的平面外侧连接有凸沿，两个半球体的凸沿通过若干个环形排列的固定螺栓互相连接，凸沿的外侧固定连接有圆环形的胶圈，胶圈与第一连杆同轴线，容纳部的底部还通过支撑杆连接有胶块，胶块的顶面与胶圈的底面选择性接触，半球体的内部还开设有一条环形空腔，环形空腔的内部放置有若干个滚珠。
作为优选，所述环形空腔的内部还填充有油液。
作为优选，所述支撑杆包括管体，管体的内部插设有插杆，插杆与管体之间连接有弹簧。
作为优选，所述凸块的上方还贯通连接有油杯。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明的碰撞阻尼器，其电磁端盖与冲击器的工作原理与在先申请一致，利用磁力差使得冲击器与主系统在一个周期内发生多次碰撞，从而加强动量交换和塑性变形两种耗能机制，区别于在先申请，本发明的冲击器，为通过两个轴承与第一连杆互相连接，并通过第一连杆外侧的第一转轮与空腔的位置关系，将冲击器限制在容纳部的内部，使冲击器整体悬空，并使其只能在容纳部内部左右移动，该情况下冲击器只会与两端的电磁端盖产生撞击，而不会发生冲击器本身与容纳部的顶部或侧壁撞击的情况，从而保证撞击动作全部为有效撞击，动量交换的效率更高，冲击器由两个半球体组成，两个半球体通过凸沿和若干个固定螺栓固定，从而形成一个完整的球体，当系统产生撞击动作，冲击器开始向一侧移动时，冲击器外侧的胶圈在移动过程中会与通过支撑杆连接的胶块产生接触并摩擦，并使冲击器能够以第一连杆为轴线产生自身的旋转，从而能够吸收并交换一定的动能和动量，随着冲击器的左右摆动，胶圈会与胶块产生多次接触并摩擦，使冲击器间歇性的正转或者反转，能将一部分的能量转换为摩擦的内能，并且加速动量交换，进一步的，随着冲击器的转动，其内部环形空腔内的若干个滚珠，也会产生滑动动作，进一步交换动能和动量，在冲击器本身反复正转或反转过程中，会加剧滚珠与环形空腔的摩擦，以及各个滚珠的相互碰撞，进而进一步增加了本阻尼器动量转换效率与耗能能力。环形空腔内部的油液，能够增大滚珠活动的阻力，并且能防止滚珠磨损严重，支撑杆的结构由管体和插杆插设组成，使得支撑杆具有一定的弹性伸缩特性，该结构能够防止胶圈和胶块发生硬性碰撞。凸块上方的油杯，能够向空腔内输入一定量的润滑油，能够进一步的降低冲击器的运转阻力，提升动量交换效率。
附图说明
图1是本发明一个具体实施方式的俯视结构图。
图2是本发明一个具体实施方式中图1沿a方向的视图。
图3是本发明一个具体实施方式中冲击器的结构图。
图4是本发明一个具体实施方式中半球体的结构图。
图5是本发明一个具体实施方式中支撑杆的结构图。
图中：1、电磁端盖；2、容纳部；3、凸块；4、第一连杆；5、冲击器；6、侧壁；7、空腔；8、第一转轮；9、支撑杆；10、胶块；11、半球体；12、轴承；13、油杯；14、胶圈；15、插杆；16、固定螺栓；17、凸沿；18、环形空腔；19、滚珠；20、第二连杆；21、第二转轮；22、管体；23、弹簧。
具体实施方式
本发明中使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接、粘贴等常规手段，在此不再详述。
参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括容纳部2，容纳部2的左右两端装有电磁端盖1，所述容纳部2的前后两侧分别连接有侧壁6，侧壁6的外侧连接有凸块3，凸块3的内侧开设有空腔7，空腔7与容纳部2互相贯通，容纳部2内部还放置有球体结构的冲击器5，冲击器5包括两个半球体11，半球体11的外侧连接有轴承12，轴承12的内圈上插设有第一连杆4，第一连杆4的外侧活动连接有第一转轮8，第一转轮8位于空腔7内，半球体11的平面外侧连接有凸沿17，两个半球体11的凸沿17通过若干个环形排列的固定螺栓16互相连接，凸沿17的外侧固定连接有圆环形的胶圈14，胶圈14与第一连杆4同轴线，容纳部2的底部还通过支撑杆9连接有胶块10，胶块10的顶面与胶圈14的底面选择性接触，半球体11的内部还开设有一条环形空腔18，环形空腔18的内部放置有若干个滚珠19。本发明的碰撞阻尼器，其电磁端盖1与冲击器5的工作原理与在先申请一致，利用磁力差使得冲击器5与主系统在一个周期内发生多次碰撞，从而加强动量交换和塑性变形两种耗能机制，区别于在先申请，本发明的冲击器5，为通过两个轴承12与第一连杆4互相连接，并通过第一连杆4外侧的第一转轮8与空腔7的位置关系，将冲击器5限制在容纳部2的内部，使冲击器5整体悬空，并使其只能在容纳部2内部左右移动，该情况下冲击器5只会与两端的电磁端盖产生撞击，而不会发生冲击器5本身与容纳部2的顶部或侧壁6撞击的情况，从而保证撞击动作全部为有效撞击，动量交换的效率更高，冲击器5由两个半球体11组成，两个半球体11通过凸沿17和若干个固定螺栓16固定，从而形成一个完整的球体，当系统产生撞击动作，冲击器5开始向一侧移动时，冲击器5外侧的胶圈14在移动过程中会与通过支撑杆9连接的胶块10产生接触并摩擦，并使冲击器5能够以第一连杆4为轴线产生自身的旋转，从而能够吸收并交换一定的动能和动量，随着冲击器5的左右摆动，胶圈14会与胶块10产生多次接触并摩擦，使冲击器5间歇性的正转或者反转，能将一部分的能量转换为摩擦的内能，并且加速动量交换，进一步的，随着冲击器5的转动，其内部环形空腔18内的若干个滚珠19，也会产生滑动动作，进一步交换动能和动量，在冲击器5本身反复正转或反转过程中，会加剧滚珠19与环形空腔18的摩擦，以及各个滚珠19的相互碰撞，进而进一步增加了本阻尼器动量转换效率与耗能能力。所述环形空腔18的内部还填充有油液。环形空腔18内部的油液，能够增大滚珠活动的阻力，并且能防止滚珠磨损严重，所述支撑杆9包括管体22，管体22的内部插设有插杆15，插杆15与管体22之间连接有弹簧23。支撑杆9的结构由管体22和插杆15插设组成，使得支撑杆9具有一定的弹性伸缩特性，该结构能够防止胶圈和胶块10发生硬性碰撞。所述凸块3的上方还贯通连接有油杯13。凸块3上方的油杯13，能够向空腔7内输入一定量的润滑油，能够进一步的降低冲击器5的运转阻力，提升动量交换效率。
另外，为了进一步加强动量交换并提升能量转换效果，所述容纳部2的内部的左右两侧还分别连接有第二连杆20，第二连杆20上轴接有第二转轮21，第二转轮21与胶圈14选择性接触，通过上述结构，当冲击器5在运动中靠近电磁端盖1时，其不会与电磁端盖1发生直接碰撞，而会先与第二转轮21产生碰撞，并且在碰撞过程中第二转轮21与转动的胶圈14接触，驱动第二转轮21转动，实现一部分的动量交换，由于该动作为通过摩擦力带动第二转轮21转动，因此也会有部分动能转化为内能，也能达到一定能量转换的效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的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，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (4)

1.一种改进的电磁式颤振碰撞阻尼器，包括容纳部(2)，容纳部(2)的左右两端分别装有电磁端盖(1)，其特征在于：所述容纳部(2)的前后两侧分别连接有侧壁(6)，侧壁(6)的外侧连接有凸块(3)，凸块(3)的内侧开设有空腔(7)，空腔(7)与容纳部(2)互相贯通，容纳部(2)内部还放置有球体结构的冲击器(5)，冲击器(5)包括两个半球体(11)，半球体(11)的外侧连接有轴承(12)，轴承(12)的内圈上插设有第一连杆(4)，第一连杆(4)的外侧活动连接有第一转轮(8)，第一转轮(8)位于空腔(7)内，半球体(11)的平面外侧连接有凸沿(17)，两个半球体(11)的凸沿(17)通过若干个环形排列的固定螺栓(16)互相连接，凸沿(17)的外侧固定连接有圆环形的胶圈(14)，胶圈(14)与第一连杆(4)同轴线，容纳部(2)的底部还通过支撑杆(9)连接有胶块(10)，胶块(10)的顶面与胶圈(14)的底面选择性接触，半球体(11)的内部还开设有一条环形空腔(18)，环形空腔(18)的内部放置有若干个滚珠(19)。
2.根据权利要求1所述的改进的电磁式颤振碰撞阻尼器，其特征在于：所述环形空腔(18)的内部还填充有油液。
3.根据权利要求1所述的改进的电磁式颤振碰撞阻尼器，其特征在于：所述支撑杆(9)包括管体(22)，管体(22)的内部插设有插杆(15)，插杆(15)与管体(22)之间连接有弹簧(23)。
4.根据权利要求1所述的改进的电磁式颤振碰撞阻尼器，其特征在于：所述凸块(3)的上方还贯通连接有油杯(13)。
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