CN108953449A - 一种新型弹簧结构避震器 - Google Patents

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陈玉春
周双喜
揭保如
陶武金
何鑫
占罗龙
刘�文
徐江
钟兵兵
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Abstract

本发明涉及一种弹簧结构避震器，属于建筑物避震领域。一种新型弹簧结构避震器，包括弹簧，还包括上防护桶、下防护桶、弹性装置；上防护桶扣在下防护桶上，并将弹簧、弹性装置限制在下防护桶内；弹簧固定于下防护桶内，其轴心与下防护桶的轴心重合；弹性装置设置于弹簧与下防护桶桶壁之间，用于限制弹簧的横向位移；在上防护桶、下防护桶的端面上均设置有螺栓预留孔，用于实现与建筑物的连接固定。本发明的有益效果是：1、采用A形弹性结构和S形弹片相结合的方式承受来自横向的应力，提高了横向的受力能力。2、在A形弹片两自由端与环形橡胶和下防护桶桶壁接触的连接点之间设置一层摩擦材料，可进一步消耗地震中的能量。3、弹簧取材方便，环保无污染。4、避震器制作工艺简单，安装简便，造价实惠。

Description

一种新型弹簧结构避震器
技术领域
本发明涉及一种弹簧结构避震器，属于建筑物避震领域。
背景技术
目前，传统的建筑物避震器多采用橡胶支座，液压阻尼，高强度支杆等做成。上述技术涉及提炼技术复杂，老化，工艺复杂，造价昂贵，漏油等问题。因此，迫切需要一种制作工艺简单有效，安装简便，经济实惠的避震器来解决上述问题。弹簧是一种具有取材方便，造价实惠，无污染的弹性结构，但其存在横向受力不足的缺陷，且横向发生很大剪切变形时会直接导致竖向受力能力大大减小，要以弹簧为基础制造建筑物避震器就需解决弹簧横向受力不足的的问题。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种结构简单、低功耗、低成本的新型弹簧结构避震器。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种新型弹簧结构避震器，包括弹簧，还包括上防护桶、下防护桶、弹性装置；上防护桶扣在下防护桶上，并将弹簧、弹性装置限制在下防护桶内；弹簧固定于下防护桶内，其轴心与下防护桶的轴心重合；弹性装置设置于弹簧与下防护桶桶壁之间，用于限制弹簧的横向位移；在上防护桶、下防护桶的端面上均设置有螺栓预留孔，用于实现与建筑物的连接固定。
优选的，上防护桶的桶壁向下延伸至下防护桶的底部，下防护桶的桶壁向上延伸至上防护桶的顶部。
优选的，在下防护桶的底部设置有安全槽，安全槽的轴心与下防护桶的轴心重合，弹簧的一端与安全槽固定。
优选的，弹簧的外部直径等于安全槽的外部直径。
优选的，在上防护桶的轴心上设置有防脱离柱，防脱离柱沿上防护桶的轴心向下延伸至安全槽内，其直径小于或等于弹簧的内径；弹簧套接于防脱离柱的外部。
优选的，弹性装置包括环形橡胶、A形弹性结构，环形橡胶套接于弹簧、安全槽的外部，A形弹性结构设置于环形橡胶与下防护桶桶壁之间。
进一步的，弹性装置还包括S形弹片，S形弹片与A形弹性结构叠加设置，A形弹性结构的顶部与S形弹片的凹槽部位叠加。
优选的，A形弹性结构的自由端与环形橡胶、下防护桶桶壁的连接点之间均设置有摩擦材料。
优选的，摩擦材料由橡胶颗粒、铝颗粒以及低碳钢颗粒组成。
进一步的，还包括顶部衬板和基础预埋件，顶部衬板通过螺栓预留孔与上防护桶的顶端连接固定；基础预埋件通过螺栓预留孔与下防护桶的底端连接固定。
工作原理：防脱离柱和下防护桶上的安全槽可以防止发生地震时避震器上下两部分发生过大的横向位移而相互脱离；环形橡胶在竖向能承受一部分荷载，在横向上进一步约束弹簧，防止弹簧横向发生较大位移后导致竖向的承载力不足；由记忆合金制成的A形弹性结构和S形弹片在横向能起到很大的缓冲作用，而设置的摩擦材料能进一步与A形弹性结构摩擦起到消耗能量进一步缓冲的作用；防护桶能防止常年累月下外界风沙、雨水等环境因素对避震器内部构件的侵蚀。通过调整A形弹性结构的尺寸和数量即可调整中间弹簧横向所受的力。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.采用A形弹性结构和S形弹片相结合的方式承受来自横向的应力，提高了横向的受力能力。
2.在A形弹片两自由端与环形橡胶和下防护桶桶壁接触的连接点之间设置一层摩擦材料，可进一步消耗地震中的能量。
3.弹簧取材方便，环保无污染。
4.避震器制作工艺简单，安装简便，造价实惠。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图；
图2是图1中A-A剖视图；
图3是图1中A形弹性结构的结构示意图；
图4是本发明实施例中基础预埋件结构示意图；
图5是本发明实施例中顶部衬板结构示意图；
图中，1、上防护桶；2、下防护桶、3、防脱离柱；4、高强度弹簧；5、安全槽；6、环形橡胶；7、A形弹性结构；8、S形弹片；9、摩擦材料；10、基础预埋件；11、顶部衬板。
具体实施方式
需要说明的是，本发明中的方位词“上、下、顶部、底部”均是按照附图所示进行描述，不构成对本发明的限制。
下面结合附图1-5对本发明做进一步详述：一种新型弹簧结构避震器，由高强度材料做成的防脱离柱3、高强度弹簧4、安全槽5、环形橡胶6、A形弹性结构7、S形弹片8、由橡胶颗粒、铝颗粒，以及低碳钢颗粒组成的摩擦材料9、上防护桶1、下防护桶2、基础预埋件10、顶部衬板11组成；上防护桶1扣在下防护桶2上，且将下防护桶2完全包覆在上防护桶1内；防脱离柱3固定于上防护桶的轴心处，并向下延伸至安全槽5内；高强度弹簧4套接在防脱离柱3的外部，一端与安全槽固定，为了更好地约束避震器的横向位移，高强度弹簧4的外径最好与安全槽5的外径相等，为了更好的发挥弹簧的弹性功能，高强度弹簧4的顶端略微高于下防护桶2桶壁的顶端；安全槽5固定于下防护桶2的底部轴心上；环形橡胶6套接于高强度弹簧4、安全槽5的外部；A形弹性结构7、S形弹片8叠加设置，即A形弹性结构7的顶端与S形弹片8的凹槽部位叠加，A形弹性结构的两自由端与环形橡胶6或下防护桶2桶壁连接，A形弹性结构的顶端通过S形弹片与环形橡胶6或下防护桶2桶壁连接，为了A形弹性结构和S形弹片在横向能起到更大的缓冲作用，在A形弹性结构的两自由端与环形橡胶6、下防护桶2桶壁的连接点之间设置摩擦材料9；基础预埋件10、顶部衬板11上均开设有螺栓预留孔，分别与下防护桶2、上防护桶1上开设的螺栓预留孔位置对应，顶部衬板11通过螺栓预留孔与上防护桶1的顶端连接固定；基础预埋件10通过螺栓预留孔与下防护桶的底端连接固定。
防脱离柱和下防护桶上的安全槽可以防止发生地震时避震器上下两部分发生过大的横向位移而相互脱离。环形橡胶在竖向能承受一部分荷载，在横向上进一步约束约束弹簧，防止弹簧横向发生较大位移后导致竖向的承载力不足。由记忆合金制成的A形弹性结构和S形弹片在横向能起到很大的缓冲作用，而设置的摩擦材料能进一步与A形弹性结构摩擦起到消耗能量进一步缓冲的作用；防护桶能防止常年累月下外界风沙、雨水等环境因素对避震器内部构件的侵蚀。通过调整A形弹性结构的尺寸和数量即可调整中间弹簧横向所受的力。
新型弹簧结构避震器各组件的准备及安装：
（1）组件的准备：
防脱离柱3：采用高强度材料用车床将其车成直径为D2长度为L1的圆柱体；
高强度弹簧4：直接购买粗细直径为D8长度为L2的高强度弹簧；
缓冲层：将橡胶块整齐的切成内径为D5+D6外径为D7的环形橡胶圈；
A型弹性结构7：采用记忆合金压制成图3所示的内夹角为a，外夹角为b,上部环形厚度为D11的弹片，且在距离底部扣上L4的位置钻孔并扣上一高强度弹簧；
S形弹片8:记忆合金切削成图3所示厚度为D11的S形弹片；
上防护桶1：将高强度材料切割成直径为L5，高度为D12的圆底面，并在图2所示位置钻6个直径为D1的螺栓预留孔，在中间位置开一个直径为D2的防脱离柱预留孔,且将另一块高强度材料切割并围成一个厚为D12,外直径为L5的圆套，最后将圆套与圆底面连接成上防护桶；
基础预埋件10：将高强度材料切割成直径为D3，高度为D13的圆底面，并在图4所示位置钻6个直径为D1的螺栓预留孔；
下防护桶2：将高强度材料切割成直径为L6，高度为D13的圆底面，并在图2所示位置钻6个直径为D1的螺栓预留孔且将另一块高强度材料切割并围成一个厚为D13外直径为L6的圆套，最后将圆套与圆底面连接成下防护桶；
安全槽5：将高强度材料切割成内直径D5，外直径为(D5+2D6)，高度为D9的圆环。
基础预埋件10和顶部衬板11：基础预埋件采用高强度材料切割成直径为D3高度为D13的圆柱，并在上面按图1所示尺寸及位置开孔；顶部衬板采用高强度材料切割成直径为L5高度为D12的圆柱并在上面按图5所示尺寸及位置开孔。
（2）组件的拼装：
防脱离柱、安全槽连接在上防护桶、下防护桶的正中央，高强度弹簧与下防护桶上的安全槽固定后将环形橡胶圈紧紧套在安全槽的外围；将S形弹片与A型弹性结构按图2所示紧凑的装入下防护桶；将上防护桶按图2所示扣在下防护桶正中央，并通过预留的孔将弹簧与上防护桶固定。
上述实施例是本发明的优选实施方式，不构成对本发明的限制，在不脱离本发明原理的基础上，本领域普通技术人员所做的任何引申、变形均在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型弹簧结构避震器，包括弹簧，其特征在于：还包括上防护桶、下防护桶、弹性装置；上防护桶扣在下防护桶上，并将弹簧、弹性装置限制在下防护桶内；弹簧固定于下防护桶内，其轴心与下防护桶的轴心重合；弹性装置设置于弹簧与下防护桶桶壁之间，用于限制弹簧的横向位移；在上防护桶、下防护桶的端面上均设置有螺栓预留孔，用于实现与建筑物的连接固定。
2.根据权利要求1所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：上防护桶的桶壁向下延伸至下防护桶的底部，下防护桶的桶壁向上延伸至上防护桶的顶部。
3.根据权利要求1或2所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：在下防护桶的底部设置有安全槽，安全槽的轴心与下防护桶的轴心重合，弹簧的一端与安全槽固定。
4.根据权利要求3所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：弹簧的外部直径等于安全槽的外部直径。
5.根据权利要求4所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：在上防护桶的轴心上设置有防脱离柱，防脱离柱沿上防护桶的轴心向下延伸至安全槽内，其直径小于或等于弹簧的内径；弹簧套接于防脱离柱的外部。
6.根据权利要求4所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：弹性装置包括环形橡胶、A形弹性结构，环形橡胶套接于弹簧、安全槽的外部，A形弹性结构设置于环形橡胶与下防护桶桶壁之间。
7.根据权利要求6所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于： 弹性装置还包括S形弹片，S形弹片与A形弹性结构叠加设置，A形弹性结构的顶部与S形弹片的凹槽部位叠加。
8.根据权利要求6或7所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：A形弹性结构的自由端与环形橡胶、下防护桶桶壁的连接点之间均设置有摩擦材料。
9.根据权利要求8所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：摩擦材料由橡胶颗粒、铝颗粒以及低碳钢颗粒组成。
10.根据权利要求1所述的新型弹簧结构避震器，其特征在于：还包括顶部衬板和基础预埋件，顶部衬板通过螺栓预留孔与上防护桶的顶端连接固定；基础预埋件通过螺栓预留孔与下防护桶的底端连接固定。
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