CN109183608A - 一种缠丝钢丝绳、缠丝钢丝绳阻尼器及复合阻尼支座 - Google Patents
一种缠丝钢丝绳、缠丝钢丝绳阻尼器及复合阻尼支座 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种缠丝钢丝绳、缠丝钢丝绳阻尼器及复合阻尼支座。它包括钢丝绳本体和缠丝，所述钢丝绳本体由多根钢丝绳股绕制而成，所述缠丝以0.1‑1.0倍标准强度的张力螺旋缠绕在钢丝绳本体表面，所述缠丝直径为钢丝绳本体直径的0.01‑0.3倍，缠丝的间距为缠丝直径的0‑5倍，所述缠丝的张力为0.1‑1.0倍标准强度。本发明采用缠丝直接缠绕在钢丝绳表面形成缠丝钢丝绳，缠丝增加了钢丝绳丝与丝之间的挤压力，也即增加了摩擦力，提高了耗能能力；由该缠丝钢丝绳组成的钢丝绳阻尼器，缠丝约束了钢丝绳股的侧向变形，增加了钢丝绳阻尼器的刚度和阻尼，当单独使用或与支座配伍形成复合阻尼支座使用时，消能、减震(振)的能力更强、效果更好。
Description
技术领域
本发明属于机械设备、桥梁、房屋建筑、核电站、机械工程等抗震技术领域，具体涉及一种缠丝钢丝绳、缠丝钢丝绳阻尼器及复合阻尼支座。
背景技术
“振动”是我们最常见的自然现象之一。例如，由发动机运转引起的机械振动；汽车在公路上行驶，由路面不平引起的振动；飞机在气流作用下引起的振动；桥梁结构在车辆作用下的振动；柔索结构在风荷载作用下的振动等等，甚至地震等都属于“振(震)动”现象。很多振动是有害的，例如，机械振动产生噪音；汽车、飞机的振动产生颠簸，让人产生不舒适感；结构振动会使结构产生疲劳破坏，缩短使用寿命；那么地震对人民的生命财产直接造成损失。自二十世纪以来，人类针对各种振(震)动的控制技术进行了不断的探索，先后发明和创造了各种隔振(震)、消能和减震的产品和技术，钢丝绳阻尼器及复合阻尼支座就是其中的佼佼者。
现有的钢丝绳阻尼器和钢丝绳复合阻尼支座都是以钢丝绳作为阻尼元件，是通过相互缠绕的钢丝之间的摩擦耗能，钢丝绳由多个钢丝绳股组成。它的缺点在于，当钢丝绳阻尼器的曲率或变形过大及不适当的外力作用下，钢丝绳的股与股之间会产生分离、俗称“散股”的现象，这种分离现象严重削弱了阻尼器的刚度和阻尼器的耗能能力。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种结构简单、刚度好、阻力高的缠丝钢丝绳、缠丝钢丝绳阻尼器及复合阻尼支座。
本发明采用的技术方案是：一种缠丝钢丝绳，包括钢丝绳本体和缠丝，所述钢丝绳本体由多根钢丝绳股绕制而成，所述缠丝以0.1-1.0倍标准强度的张力螺旋缠绕在钢丝绳本体表面，所述缠丝直径为钢丝绳本体直径的0.01-0.3倍，缠丝的间距为缠丝直径的0-5倍，所述缠丝的张力为0.1-1.0倍标准强度。
一种缠丝钢丝绳阻尼器，包括第一绳夹、第二绳夹和钢丝绳结构，所述钢丝绳结构固定于第一绳夹与第二绳夹之间，所述钢丝绳结构由上述的缠丝钢丝绳绕制而成。
进一步地，所述第一绳夹、第二绳夹和钢丝绳结构均为直线型结构，第一绳夹、第二绳夹和钢丝绳结构平行布置，钢丝绳结构的顶端和底端分别与第一绳夹、第二绳夹固定连接。
进一步地，所述钢丝绳结构为由缠丝钢丝绳螺旋绕制而成的直线型结构，所述钢丝绳结构为整体直线型结构或由多节段拼接成的直线型结构。
进一步地，所述钢丝绳结构包括由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳圈，多个钢丝绳圈呈直线型分布，多个钢丝绳圈的一端均固定于第一绳夹上，多个钢丝绳圈的另一端均固定于第二绳夹上。
进一步地，所述第一绳夹和第二绳夹均为板状结构，所述钢丝绳结构为环状结构，所述钢丝绳结构包括由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳段，多个钢丝绳段呈环状布置，多个钢丝绳段的一端均固定于第一绳夹上，多个钢丝绳段的另一端均固定于第二绳夹上，所述钢丝绳段为弧形结构。
进一步地，所述第一绳夹和第二绳夹均为板状结构，所述钢丝绳结构为蝶状结构，所述钢丝绳结构包括由缠丝钢丝绳形成的单根钢丝绳段，钢丝绳段穿过并固定于第一绳夹上，钢丝绳段两端均固定于第二绳夹上。
进一步地，所述第一绳夹、第二绳夹和钢丝绳结构均为环状结构，钢丝绳结构的两端分别与第一绳夹、第二绳夹固定连接。
进一步地，所述钢丝绳结构为由缠丝钢丝绳绕制而成的环状螺旋形结构，所述钢丝绳结构为整体环状结构或由多节段拼接成的环状结构。
更进一步地，所述钢丝绳结构包括由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳圈，多个钢丝绳圈呈环状布置，多个钢丝绳圈的一端均固定于第一绳夹上，多个钢丝绳圈的另一端均固定于第二绳夹上。
一种复合阻尼支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板和下支座板之间设有支座本体和阻尼器，所述阻尼器为上述的缠丝钢丝绳阻尼器，所述缠丝钢丝绳阻尼器呈环状布置在支座本体的外围，所述缠丝钢丝绳阻尼器的第一绳夹、第二绳夹分别与上支座板和下支座板固定连接。
本发明采用缠丝直接缠绕在钢丝绳表面形成缠丝钢丝绳，缠丝增加了钢丝绳丝与丝之间的挤压力，也即增加了摩擦力，提高了耗能能力；由该缠丝钢丝绳组成的钢丝绳阻尼器，缠丝约束了钢丝绳股的侧向变形，增加了钢丝绳阻尼器的刚度和阻尼，当单独使用或与支座配伍形成复合阻尼支座使用时，消能、减震(振)的能力更强、效果更好。
附图说明
图1为本发明钢丝绳本体的结构示意图。
图2为本发明缠丝钢丝绳的结构示意图。
图3为图2的侧视图。
图4为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例1的示意图。
图5为图4的俯视图。
图6为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例2的示意图。
图7为图6的侧视图。
图8为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例3的示意图。
图9为图8的仰视图。
图10为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例4的示意图。
图11为图10的仰视图。
图12为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例5和实施例6的正面示意图。
图13为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例5的俯视图。
图14为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例6的俯视图。
图15为本发明缠丝钢丝绳阻尼器实施例7的示意图。
图16为本发明复合阻尼支座的示意图。
图中：1-缠丝钢丝绳；2-钢丝绳本体；3-缠丝；4-缠丝钢丝绳阻尼器；5-第一绳夹；6-第二绳夹；7-钢丝绳结构；8-钢丝绳圈；9-钢丝绳段；10-上支座板；11-下支座板；12-支座本体；13-防尘罩。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1-3所示，本发明提供一种缠丝钢丝绳1，包括钢丝绳本体2和缠丝3，所述钢丝绳本体2由多根钢丝绳股2.1绕制而成，每根钢丝绳股由若干根细钢丝2.2组成，所述缠丝3螺旋缠绕在钢丝绳本体2表面。缠丝3可以是单根钢丝，也可以由多根钢丝绕制而成，缠丝3直径为钢丝绳本体2直径的0.01-0.3倍，优选为0.1倍；缠丝3螺旋缠绕的相邻螺旋圈3.1之间的间距为缠丝直径的0-5倍，优选为0倍或一倍、两倍、三倍，0倍即螺旋圈之间紧密贴合，没有间隙；所述缠丝的张力(即缠丝的初始拉应力)为0.1-1.0倍标准强度，标准强度取自现行国家标准的钢材屈服点，是指具有不小于95％保证率的抗拉强度。
为了克服或者改善钢丝绳的“散股”问题，特别对钢丝绳阻尼器及复合阻尼支座中的钢丝绳进行了改进。本发明将一定规格的细钢丝以一定的初拉力、间距对钢丝绳进行缠绕，即“缠丝”，缠丝后的钢丝绳再绕制、用绳夹或钢板固定，加工成钢丝绳阻尼器。缠丝增加了钢丝绳丝与丝之间的挤压力，也即增加了摩擦力，提高了耗能能力；由该缠丝钢丝绳组成的钢丝绳阻尼器，缠丝约束了钢丝绳股的侧向变形，增加了钢丝绳阻尼器的刚度和阻尼；当单独使用或与支座配伍形成复合阻尼支座使用时，消能、减震(振)的能力更强、效果更好。钢丝绳在缠丝之前，可以对钢丝绳表面预处理，如刮腻子，预处理的方式有多种，目的是为了增加钢丝绳截面的“圆度”，这样做的好处是减少缠丝的磨损，另外让钢丝绳受力更加均匀。
本发明还提供一种缠丝钢丝绳阻尼器，包括第一绳夹5、第二绳夹6和钢丝绳结构7，所述钢丝绳结构7固定于第一绳夹5与第二绳夹6之间，所述钢丝绳结构7由上述的缠丝钢丝绳1绕制而成，根据钢丝绳结构7的不同，缠丝钢丝绳阻尼器可以有多种不同的结构形式。
上述方案中，第一绳夹5、第二绳夹6和钢丝绳结构7均为直线型结构或者是直线型布置，第一绳夹5、第二绳夹6和钢丝绳结构7平行布置，钢丝绳结构7的顶端和底端分别与第一绳夹5、第二绳夹6固定连接。钢丝绳结构7可以为由缠丝钢丝绳1螺旋绕制而成的直线型结构，即类似弹簧的形式，所述钢丝绳结构7为整体直线型结构或由多节段拼接成的直线型结构。钢丝绳结构7也可以包括由缠丝钢丝绳1形成的多个分离的钢丝绳圈8，多个钢丝绳圈8呈直线型分布，钢丝绳圈之间的距离及钢丝绳圈的角度布置均可以根据需要而定，多个钢丝绳圈8的一端均固定于第一绳夹5上，多个钢丝绳圈8的另一端均固定于第二绳夹6上。钢丝绳圈8可以是闭合的结构形式，即此时钢丝绳圈8的首端和尾端通过焊接或压套等方式连为一体，钢丝绳圈8的形状可以是椭圆形或圆形。钢丝绳圈8也可以设计成断开的结构形式，即钢丝绳圈8的首端和尾端之间设有间隙，断开的两端都固定于第一绳夹或者是第二绳夹，达到等效闭合的效果。
上述方案中，第一绳夹5和第二绳夹6均为板状结构，可以是圆形或方形的板状结构，所述钢丝绳结构7为环状结构，所述钢丝绳结构7包括由缠丝钢丝绳1形成的多个分离的钢丝绳段9，多个钢丝绳段9呈环状布置，多个钢丝绳段9的一端均固定于第一绳夹5上，多个钢丝绳段9的另一端均固定于第二绳夹6上，所述钢丝绳段9为弧形结构。
上述方案中，第一绳夹5和第二绳夹6均为板状结构，可以是圆形或方形的板状结构，所述钢丝绳结构7为蝶状结构，所述钢丝绳结构7包括由缠丝钢丝绳1形成的单根钢丝绳段9，所述钢丝绳段9穿过并固定于第一绳夹5上，所述钢丝绳段9两端均固定于第二绳夹6上，所述钢丝绳段9为蝶状结构。
上述方案中，第一绳夹5、第二绳夹6和钢丝绳结构7均为环状结构，钢丝绳结构7的两端分别与第一绳夹5、第二绳夹6固定连接。钢丝绳结构7可以为由缠丝钢丝绳1绕制而成的环状螺旋形结构，所述钢丝绳结构7为整体环状结构或由多节段拼接成的环状结构。钢丝绳结构7也可以包括由缠丝钢丝绳1形成的多个分离的钢丝绳圈8，多个钢丝绳圈8呈环状布置，钢丝绳圈之间的距离及钢丝绳圈的角度布置均可以根据需要而定，多个钢丝绳圈8的一端均固定于第一绳夹5上，多个钢丝绳圈8的另一端均固定于第二绳夹6上，第一绳夹和第二绳夹可以是沿上下方向布置，也可以是外环套内环的形式布置。钢丝绳圈8可以是闭合的结构形式，即此时钢丝绳圈8的首端和尾端通过焊接或压套等方式连为一体，钢丝绳圈8的形状可以是椭圆形或圆形。钢丝绳圈8也可以设计成断开的结构形式，即钢丝绳圈8的首端和尾端之间设有间隙，断开的两端都固定于第一绳夹或者是第二绳夹，达到等效闭合的效果。
实施例1
如图4、图5所示，本实施例的缠丝钢丝绳阻尼器中，第一绳夹5、第二绳夹6和钢丝绳结构7均为直线型结构，钢丝绳结构7由缠丝钢丝绳螺旋绕制而成的直线型结构，且是两端对称绕制的，这种结构能保证在钢丝绳受压的时候，不至于侧向失稳，钢丝绳结构7的顶端和底端分别与第一绳夹5、第二绳夹6固定连接形成条形钢丝绳阻尼器。
实施例2
如图6、图7所示，本实施例的缠丝钢丝绳阻尼器也是一种直线型的结构，与实施例1不同的是，本实施例中的钢丝绳结构7是由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳圈8组成，多个钢丝绳圈8呈直线型分布，每个钢丝绳圈8安装时倾斜一定角度，同时多个钢丝绳圈分成两组，两组的倾斜角度方向相反，这样多个钢丝绳圈8的一端均固定于第一绳夹5上，多个钢丝绳圈8的另一端均固定于第二绳夹6上，最终形成拱形钢丝绳阻尼器。钢丝绳圈8是断开的结构形式，断开的两端均固定于第二绳夹6，达到等效闭合的效果。
实施例3
如图8、图9所示，本实施例的缠丝钢丝绳阻尼器中，第一绳夹5和第二绳夹6均为圆形板状结构，所述钢丝绳结构7包括由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳段9，多个钢丝绳段9呈环状布置，钢丝绳段9为弧形结构，多个钢丝绳段9的顶端均固定于第一绳夹5上，多个钢丝绳段9的底端均固定于第二绳夹6上，最终形成的是鼓型钢丝绳阻尼器。
实施例4
如图10、图11所示，本实施例的缠丝钢丝绳阻尼器中，第一绳夹5和第二绳夹6均为方形板状结构，所述钢丝绳结构7包括由缠丝钢丝绳形成的单根钢丝绳段9，单根钢丝绳段9呈蝶状布置，钢丝绳段9两次穿过并固定于第一绳夹5上，钢丝绳段9的两端均固定于第二绳夹6上，最终形成的是蝶形钢丝绳阻尼器。
实施例5
如图12、图13所示，本实施例的缠丝钢丝绳阻尼器为环形结构，第一绳夹5、第二绳夹6和钢丝绳结构7均为环状结构，第一绳夹5和第二绳夹6成上下方向布置，第一绳夹5和第二绳夹6均包括两块环形钢板，所述两块环形钢板通过螺栓连接，所述两块环形钢板相对的两个面上沿圆周分别设有可容纳钢丝绳穿过的半圆孔，所述两块环形钢板上对应位置的半圆孔扣合形成固定钢丝绳圈的绳夹孔。钢丝绳结构7为由缠丝钢丝绳绕制而成的环状螺旋形结构，且是由多节段拼接成的环状结构。
实施例6
如图12、图14所示，本实施例的缠丝钢丝绳阻尼器也为环形结构，与实施例5不同的是，本实施例的钢丝绳结构7是由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳圈8组成，钢丝绳圈8为闭合的结构形式，多个钢丝绳圈8呈环状布置，多个钢丝绳圈8的顶端均固定于第一绳夹5上，多个钢丝绳圈8的低端均固定于第二绳夹6上。
实施例7
如图15所示，本实施例的缠丝钢丝绳阻尼器也为环形结构，与实施例6不同的是，本实施例的第二绳夹6是套在第一绳夹5内部，钢丝绳结构7是由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳圈8组成，多个钢丝绳圈8呈环状布置，多个钢丝绳圈8的外侧一端均固定于第一绳夹5上，多个钢丝绳圈8的内侧一端端均固定于第二绳夹6上。
本发明还提供一种复合阻尼支座，如图16所示，包括上支座板10和下支座板11，所述上支座板10和下支座板11之间设有支座本体12和阻尼器，所述阻尼器为上述的环形的缠丝钢丝绳阻尼器4，所述缠丝钢丝绳阻尼器4呈环状布置在支座本体12的外围，所述缠丝钢丝绳阻尼器4的第一绳夹5、第二绳夹6分别与上支座板10和下支座板11固定连接。支座本体并不局限于某一类特定的支座，它可以是申请号2013107505619中的橡胶支座，也可以是球型支座或盆式支座。为保护缠丝钢丝绳阻尼器及支座本体，上支座板10和下支座板11之间还可以安装防尘罩13。
本发明复合阻尼支座的安装方法如下：
工厂制造：1)先对钢丝绳表面进行预处理(如果需要)，如填充腻子或其它填充物，增加钢丝绳表面“圆度”；2)将钢丝绳缠丝；3)绕制钢丝绳；4)安装绳夹钢板，加工成钢丝绳阻尼器；5)如果是复合阻尼支座，则将钢丝绳阻尼器布置在支座外围，通过连接钢板连接成整体；6)安装防尘罩13(如果需要)。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (11)
1.一种缠丝钢丝绳，其特征在于：包括钢丝绳本体(2)和缠丝(3)，所述钢丝绳本体(2)由多根钢丝绳股绕制而成，所述缠丝(3)以0.1-1.0倍标准强度的张力螺旋缠绕在钢丝绳本体(2)表面，所述缠丝(3)直径为钢丝绳本体(2)直径的0.01-0.3倍，缠丝(3)的间距为缠丝直径的0-5倍。
2.一种缠丝钢丝绳阻尼器，包括第一绳夹(5)、第二绳夹(6)和钢丝绳结构(7)，所述钢丝绳结构(7)固定于第一绳夹(5)与第二绳夹(6)之间，其特征在于：所述钢丝绳结构(7)由权利要求1所述的缠丝钢丝绳(1)绕制而成。
3.根据权利要求2所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述第一绳夹(5)、第二绳夹(6)和钢丝绳结构(7)均为直线型结构，第一绳夹(5)、第二绳夹(6)和钢丝绳结构(7)平行布置，钢丝绳结构(7)的顶端和底端分别与第一绳夹(5)、第二绳夹(6)固定连接。
4.根据权利要求3所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述钢丝绳结构(7)为由缠丝钢丝绳螺旋绕制而成的直线型结构，所述钢丝绳结构(7)为整体直线型结构或由多节段拼接成的直线型结构。
5.根据权利要求3所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述钢丝绳结构(7)包括由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳圈(8)，多个钢丝绳圈(8)呈直线型分布，多个钢丝绳圈(8)的一端均固定于第一绳夹(5)上，多个钢丝绳圈(8)的另一端均固定于第二绳夹(6)上。
6.根据权利要求2所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述第一绳夹(5)和第二绳夹(6)均为板状结构，所述钢丝绳结构(7)为环状结构，所述钢丝绳结构(7)包括由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳段(9)，多个钢丝绳段(9)呈环状布置，多个钢丝绳段(9)的一端均固定于第一绳夹(5)上，多个钢丝绳段(9)的另一端均固定于第二绳夹(6)上，所述钢丝绳段(9)为弧形结构。
7.根据权利要求2所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述第一绳夹(5)和第二绳夹(6)均为板状结构，所述钢丝绳结构(7)为蝶状结构，所述钢丝绳结构(7)包括由缠丝钢丝绳形成的单根钢丝绳段(9)，钢丝绳段(9)穿过并固定于第一绳夹(5)上，钢丝绳段(9)两端均固定于第二绳夹(6)上。
8.根据权利要求2所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述第一绳夹(5)、第二绳夹(6)和钢丝绳结构(7)均为环状结构，钢丝绳结构(7)的两端分别与第一绳夹(5)、第二绳夹(6)固定连接。
9.根据权利要求8所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述钢丝绳结构(7)为由缠丝钢丝绳绕制而成的环状螺旋形结构，所述钢丝绳结构(7)为整体环状结构或由多节段拼接成的环状结构。
10.根据权利要求8所述的缠丝钢丝绳阻尼器，其特征在于：所述钢丝绳结构(7)包括由缠丝钢丝绳形成的多个分离的钢丝绳圈(8)，多个钢丝绳圈(8)呈环状布置，多个钢丝绳圈(8)的一端均固定于第一绳夹(5)上，多个钢丝绳圈(8)的另一端均固定于第二绳夹(6)上。
11.一种复合阻尼支座，包括上支座板和下支座板，所述上支座板(10)和下支座板(11)之间设有支座本体(12)和阻尼器，其特征在于：所述阻尼器为如权利要求8-10所述的任意一项缠丝钢丝绳阻尼器(4)，所述缠丝钢丝绳阻尼器(4)呈环状布置在支座本体(12)的外围，所述缠丝钢丝绳阻尼器(4)的第一绳夹(5)、第二绳夹(6)分别与上支座板(10)和下支座板(11)固定连接。
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