CN109519026A - 一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置 - Google Patents

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林康
胡红松
梅真
王晨
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    • 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

Abstract

本发明公开了一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，包括由轴对称的二半缸筒可拆卸的装配而成一外缸筒、一推拉杆、一铰接组件和一弹簧。本发明的拼装式自复位变摩擦阻尼装置的拼接组装方式简单易行，解决一般阻尼装置拆装不便，检修困难的问题，在一定程度上降低阻尼装置的制作和检修成本，为摩擦阻尼装置的研发提供了一条新思路，具有较佳的应用前景。

Description

一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置
技术领域
本发明属于阻尼装置技术领域，具体涉及一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置。
背景技术
在地震作用下，建筑物的破坏与倒塌将导致严重的人员伤亡和经济损失。如何有效地减轻建筑结构的地震反应，提高结构的抗震性能是土木工程学科中有待解决的问题之一。近几十年来，学者对各式各类具有消能减振作用的阻尼器开展了大量的试验和理论研究。阻尼器的控制方式可分为被动控制、主动控制和半主动控制，而被动控制因其构造简单、造价低且无需外部能源支持等优点颇受工程界关注，是目前应用较为广泛的振动控制技术。然而，目前已应用于实际工程中的阻尼器多存在一些局限性：粘弹性阻尼器抗疲劳差、易老化；粘滞阻尼器易渗漏；金属屈服阻尼器强震中易发生大变形而失效；摩擦阻尼器摩阻力恒定、复位性差。值得注意的是，上述各类阻尼器通常拆装困难，一旦安装完毕就难以进行日常检修和震后零部件更换，增加了消能减振的经济成本和工作复杂性。
发明内容
本发明的目的在提供一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置。
本发明的具体技术方案如下：
一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：包括
一外缸筒，由轴对称的二半缸筒可拆卸的装配而成，每一半缸筒的两端分别设有一顶壁，每一半缸筒的内腔设有一隔壁以将半缸筒的内腔分隔为一滑动摩擦半腔和一弹簧拉压半腔，对应滑动摩擦半腔的顶壁上设有一第一凹槽，隔壁上设有一正对该第一凹槽的第二凹槽，上述二半缸筒装配后，二滑动摩擦半腔组成一滑动摩擦腔，二弹簧拉压半腔组成一弹簧拉压腔，二第一凹槽组成一第一通孔，二第二凹槽组成一第二通孔，滑动摩擦腔的中部的内径大于两端的内径；
一推拉杆，其一端具有一第一铰接头，另一端具有一限位盘，其中部设有一滑动块，该滑动块的外侧壁包绕一弹性层，该弹性层的外侧壁包绕一摩擦层；
一铰接组件，包括彼此相连的一第二铰接头和一连接件；
和一弹簧；
上述推拉杆适配贯穿上述第一通孔和第二通孔，且第一通孔、第二通孔和推拉杆的横截面的形状为多边形，第一铰接头通过第一通孔伸出外缸筒，滑动块通过其弹性层和摩擦层摩擦滑动设置于滑动摩擦腔中，限位盘和弹簧设于弹簧拉压腔中，铰接组件的连接件连接于对应弹簧拉压半腔的顶壁上，且第二铰接头伸出该顶壁，弹簧的两端分别顶抵限位盘和连接件。
在本发明的一个优选实施方案中，所述滑动块的两端分别设有第一磁块，所述滑动摩擦半腔的顶壁的内侧和隔壁的内侧均设有对应第一磁块的第二磁块，第一磁块和第二磁块的相向面的磁极相同。
进一步优选的，所述滑动块的两端的边缘分别沿周向延伸形成二凸缘，弹性层和摩擦层均嵌设于该二凸缘之间，所述第一磁块设于该二凸缘上。
更进一步优选的，所述第一磁块、弹性层和摩擦层均通过粘结剂与所述滑动块相连，所述第二磁块也通过粘结剂与所述顶壁的的内侧和隔壁的内侧相连。
在本发明的一个优选实施方案中，所述滑动摩擦腔的中部通过弧面与两端相连。
在本发明的一个优选实施方案中，所述二半缸筒通过螺栓可拆卸的装配。
在本发明的一个优选实施方案中，所述第一通孔、第二通孔和推拉杆的横截面的形状为六边形。
本发明的有益效果是：
1、本发明的拼装式自复位变摩擦阻尼装置的拼接组装方式简单易行，解决一般阻尼装置拆装不便，检修困难的问题，在一定程度上降低阻尼装置的制作和检修成本，为摩擦阻尼装置的研发提供了一条新思路，具有较佳的应用前景。
2、本发明的拼装式自复位变摩擦阻尼装置解决了传统摩擦阻尼装置不具复位能力而导致零部件易卡死的问题。
3、本发明的拼装式自复位变摩擦阻尼装置基于建筑结构所面临的地震作用强度无法预测的局限性，其中的滑动摩擦腔中部的内径大于两端的内径，且通过弧面与两端相连，具有变摩擦特性，解决了建筑结构中采用的传统摩擦阻尼装置无法兼顾强震和弱震的问题。
附图说明
图1为本发明的外观示意图。
图2为本发明的部分立体结构示意图。
图3为本发明的结构剖视图。
具体实施方式
以下通过具体实施方式结合附图对本发明的技术方案进行进一步的说明和描述。
如图1至图3所示，一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，包括一外缸筒、一推拉杆2、一铰接组件3和一弹簧4。
外缸筒，由轴对称的二半缸筒1通过螺栓可拆卸的装配而成，每一半缸筒1的两端分别设有一顶壁11，每一半缸筒1的内腔设有一隔壁12以将半缸筒1的内腔分隔为一滑动摩擦半腔13和一弹簧拉压半腔14，对应滑动摩擦半腔13的顶壁11上设有一第一凹槽110，隔壁12上设有一正对该第一凹槽110的第二凹槽120，上述二半缸筒1装配后，二滑动摩擦半腔13组成一滑动摩擦腔，二弹簧拉压半腔14组成一弹簧拉压腔，二第一凹槽110组成一六边形的第一通孔111，二第二凹槽120组成一六边形的第二通孔121；滑动摩擦腔的中部的内径大于两端的内径，且其中部通过弧面与两端相连；
推拉杆2，其横截面的形状为适配第一通孔111和第二通孔121的六边形，其一端具有一第一铰接头21，另一端具有一限位盘22，其中部设有一滑动块23，该滑动块23的外侧壁包绕一弹性层231，该弹性层231的外侧壁包绕一摩擦层232；
铰接组件3，包括彼此相连的一第二铰接头31和一连接件32；
上述推拉杆2适配贯穿上述第一通孔111和第二通孔121，防止推拉杆2发生扭转而导致阻尼装置的破坏失效，第一铰接头21通过第一通孔111伸出外缸筒，滑动块23通过其弹性层231和摩擦层232摩擦滑动设置于滑动摩擦腔中，与滑动摩擦腔的弧形的内壁形成变摩擦作用，当推拉杆2来回运动时，弹性层231受压变形，使得实现变摩擦的同时避免摩擦层232卡死的问题；限位盘22和弹簧4设于弹簧拉压腔中，可提供缓冲和自复位反力；铰接组件3的连接件32连接于对应弹簧拉压半腔14的顶壁11上，且第二铰接头31伸出该顶壁11，弹簧4的两端分别顶抵限位盘22和连接件32。
所述滑动块23的两端的边缘分别沿周向延伸形成二凸缘230，弹性层231和摩擦层232均嵌设于该二凸缘230之间，且该二凸缘230上均通过粘结剂连接有第一磁块233，所述滑动摩擦半腔13的顶壁11的内侧和隔壁12的内侧均通过粘结剂设有对应第一磁块233的第二磁块130，第一磁块233和第二磁块130的相向面的磁极相同，基于磁块“同性相斥”原理，当推拉杆2静止时，磁场力在推拉杆2轴向的合力为0，不提供阻止推拉杆2运动的磁场反力，而当推拉杆2发生运动时，磁场力在推拉杆2轴的合力不为0，提供阻止推拉杆2运动的磁场反力，推拉杆2向一侧的位移越大，磁场反力越大，第一磁块233和第二磁块130相对悬空的中间没有直接的器件相连，磁场的持续作用力在中空地带起到了缓冲和自复位反力，第一磁块233和第二磁块130可采用铷铁硼等超强磁铁；此外，为避免第一磁块233和第二磁块130对阻尼装置中的其它金属组件产生影响，各组件宜采用非铁磁性金属，如金属铝等。
优选的，对应所述弹簧拉压腔的顶壁11上设有第三凹槽113，当上述二半缸筒1装配后，二第三凹槽113组成一六边形的第三通孔115；所述铰接组件3的连接件32由一第一限位连接盘321、一连接杆322和一第二限位连接盘323相连而成，第一限位连接盘321设于所述弹簧拉压腔内，第一限位连接盘321和第二限位连接盘323的间距适配对应所述弹簧拉压腔的顶壁11的厚度，连接杆322的横截面的形状为六边形，且连接杆322适配贯穿第三通孔115，第二铰接头31设于第二限位连接盘323上。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，故不能依此限定本发明实施的范围，即依本发明专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖的范围内。

Claims (7)

1.一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：包括
一外缸筒，由轴对称的二半缸筒可拆卸的装配而成，每一半缸筒的两端分别设有一顶壁，每一半缸筒的内腔设有一隔壁以将半缸筒的内腔分隔为一滑动摩擦半腔和一弹簧拉压半腔，对应滑动摩擦半腔的顶壁上设有一第一凹槽，隔壁上设有一正对该第一凹槽的第二凹槽，上述二半缸筒装配后，二滑动摩擦半腔组成一滑动摩擦腔，二弹簧拉压半腔组成一弹簧拉压腔，二第一凹槽组成一第一通孔，二第二凹槽组成一第二通孔，滑动摩擦腔的中部的内径大于两端的内径；
一推拉杆，其一端具有一第一铰接头，另一端具有一限位盘，其中部设有一滑动块，该滑动块的外侧壁包绕一弹性层，该弹性层的外侧壁包绕一摩擦层；
一铰接组件，包括彼此相连的一第二铰接头和一连接件；
和一弹簧；
上述推拉杆适配贯穿上述第一通孔和第二通孔，且第一通孔、第二通孔和推拉杆的横截面的形状为多边形，第一铰接头通过第一通孔伸出外缸筒，滑动块通过其弹性层和摩擦层摩擦滑动设置于滑动摩擦腔中，限位盘和弹簧设于弹簧拉压腔中，铰接组件的连接件连接于对应弹簧拉压半腔的顶壁上，且第二铰接头伸出该顶壁，弹簧的两端分别顶抵限位盘和连接件。
2.如权利要求1所述的一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：所述滑动块的两端分别设有第一磁块，所述滑动摩擦半腔的顶壁的内侧和隔壁的内侧均设有对应第一磁块的第二磁块，第一磁块和第二磁块的相向面的磁极相同。
3.如权利要求2所述的一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：所述滑动块的两端的边缘分别沿周向延伸形成二凸缘，弹性层和摩擦层均嵌设于该二凸缘之间，所述第一磁块设于该二凸缘上。
4.如权利要求1至3中任一权利要求所述的一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：所述第一磁块、弹性层和摩擦层均通过粘结剂与所述滑动块相连，所述第二磁块也通过粘结剂与所述顶壁的的内侧和隔壁的内侧相连。
5.如权利要求1所述的一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：所述滑动摩擦腔的中部通过弧面与两端相连。
6.如权利要求1所述的一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：所述二半缸筒通过螺栓可拆卸的装配。
7.如权利要求1所述的一种拼装式自复位变摩擦阻尼装置，其特征在于：所述第一通孔、第二通孔和推拉杆的横截面的形状为六边形。
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