CN109667883A - 橡胶阻尼耗能减振装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种橡胶阻尼耗能减振装置，橡胶阻尼耗能减振装置设于塔筒的内部，所述橡胶阻尼耗能减振装置包括：上平台、下平台，第一连接杆、固定机构、橡胶阻尼板；上平台与下平台分别与所述塔筒的内壁固定连接，第一连接杆的顶端与上平台的下表面连接，第一连接杆的底端与橡胶阻尼板固定连接；橡胶阻尼板设于所述下平台上，橡胶阻尼板的下表面紧贴所述下平台的上表面；固定机构与所述第一连接杆连接，用于构成第一连接杆充当杠杆的支点，支点的上方的部分第一连接杆的长度小于支点的下方的另一部分的第一连接杆的长度。该装置实现了对塔筒的减振。

Description

橡胶阻尼耗能减振装置

技术领域

本发明涉及风机减振领域，尤其涉及一种自复位橡胶阻尼装置。

背景技术

一台风力发电机组通常包括上、中、下三个部分，分别是上部的机舱、叶片，中部的钢结构塔筒和下部的钢筋混凝土基础。钢结构塔筒与钢筋混凝土基础的联结有多种形式，其中基础环式联结是目前我国风机基础的主要联结形式。钢制基础环在混凝土浇筑前预先固定调平，待混凝土浇筑养护后，再通过螺栓与上部塔筒联结。当叶片转动时，塔筒发生往复摇摆，常年累月的往复作用导致基础环底部法兰处混凝土发生疲劳破坏。一旦法兰周边混凝土开始发生破坏，基础劣化过程急速加剧，导致风机运行不稳。此时对混凝土基础实施加固，费用高昂且效果不佳。在基础环底部混凝土发生疲劳破坏前，通过减振装置减小塔筒的摇摆幅度，降低基础环下法兰周边混凝土的应力水平，是避免或延缓该类风机基础发生损伤的一条有效途径。

发明内容

研究发现，塔筒各个位置的摇摆振动幅度与塔筒的高度成正比，在塔筒顶部摇摆位移最大，在靠近基础环附近塔筒摇摆位移最小。所以，在塔筒两个不同高度位置处的摇摆存在位移差，当高度差越大时，位移差越大，利用位移差进行摩擦减振耗能的效果越明显，但装置的设计及安装难以实现。

基于此，本发明选取塔筒上半部分某段塔筒，利用塔筒段两端的位移差进行减振耗能设计，提出一种橡胶阻尼耗能减振装置。

一种橡胶阻尼耗能减振装置，所述橡胶阻尼耗能减振装置设于塔筒的内部，所述橡胶阻尼耗能减振装置包括：上平台、下平台，第一连接杆、固定机构、橡胶阻尼板；

所述上平台与所述下平台分别与所述塔筒的内壁固定连接，所述第一连接杆的顶端与所述上平台的下表面连接，所述第一连接杆的底端与所述橡胶阻尼板固定连接；

所述橡胶阻尼板设于所述下平台上，所述橡胶阻尼板的下表面紧贴所述下平台的上表面；

所述固定机构与所述第一连接杆连接，用于形成所述第一连接杆充当杠杆的支点，所述支点的上方的部分所述第一连接杆的长度小于所述支点的下方的另一部分的所述第一连接杆的长度。

进一步地，还包括夹板，所述夹板的下表面紧贴所述橡胶阻尼板的上表面，所述夹板与所述下平台通过第二连接件连接，所述夹板与所述橡胶阻尼板的贴合处设有橡胶阻尼层。

进一步地，所述固定机构包括第一连接件和支撑件，所述第一连接杆穿过并固定于所述第一连接件上，所述第一连接件的所在位置为所述第一连接杆充当所述杠杆的所述支点；所述支撑件的一端与第一连接件连接，所述支撑件的另一端与所述塔筒的内壁或所述下平台的上表面固定连接，所述支撑件用于防止所述第一连接件随所述第一连接杆一起摆动。

优选地，所述第一连接件包括球铰。

优选地，所述第二连接件包括螺栓。

优选地，所述下平台与所述橡胶阻尼板的贴合处设有橡胶阻尼层。

优选地，所述橡胶阻尼板与所述第一连接杆一体成型。

优选地，所述橡胶阻尼板的上表面设有第二连接杆，所述第一连接杆与所述第二连接杆通过套筒连接。

优选地，所述支撑件包括支撑杆；所述支撑杆的数量≥3个。

优选地，多个所述支撑杆均匀地分布于所述第一连接件的周围。

本发明与现有技术对比的有益效果包括：第一连接杆的的顶端与所述上平台的下表面连接，所述第一连接杆的底端与所述橡胶阻尼板固定连接，固定机构与所述第一连接杆连接，用于形成所述第一连接杆充当杠杆的支点，所述支点的上方的部分所述第一连接杆的长度小于所述支点的下方的另一部分所述第一连接杆的长度，塔筒在各种荷载下振动摇摆时，支点所在处发生的水平位移等于下平台发生的水平位移，位于所述支点上方部分的较短的第一连接杆发生的位移相当于上平台发生的位移与支点所在处发生的位移的位移差，因为杠杆原理，位于所述支点下方的另一部分的较长的第一连接杆发生的位移被放大，放大的倍数为支点下方的另一部分的较长的第一连接杆的长度与支点上方的较短的部分第一连接杆长度之比，与第一连接杆底端连接的橡胶阻尼板设于所述下平台上，几乎不会与第一连接杆一起发生位移，橡胶阻尼板中的橡胶阻尼吸收第一连接杆位移振动产生的机械能，将吸收的机械能转变为热能并耗散掉，从而就起到了减少振幅的作用，实现了对塔筒的减振。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1是本发明实施例1中橡胶阻尼耗能减振装置的结构示意图。

图2是本发明实施例1中橡胶阻尼耗能减振装置中的橡胶阻尼板的结构示意图。

图3是本发明实施例1中的橡胶阻尼耗能减振装置的俯视图。

图4是本发明实施例中橡胶阻尼耗能减振装置第一连接杆发生位移的示意图。

附图标记说明：0、塔筒；1、上平台；2、下平台；3、第一连接杆；31、套筒；4、固定机构；41、第一连接件；42、支撑件；5、橡胶阻尼板；6、夹板；7、第二连接件；8、第二连接杆。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

结合图1-4，本实施例提出一种橡胶阻尼耗能减振装置，所述橡胶阻尼耗能减振装置设于塔筒0的内部，所述橡胶阻尼耗能减振装置包括：上平台1、下平台2，第一连接杆3、固定机构4、橡胶阻尼板5；

上平台1与下平台2分别与塔筒0的内壁固定连接，第一连接杆3的顶端与上平台1的下表面连接，第一连接杆3的底端与橡胶阻尼板5固定连接；

橡胶阻尼板5设于下平台2上，橡胶阻尼板5的下表面紧贴下平台2的上表面；

固定机构4与第一连接杆3连接，用于形成第一连接杆3充当杠杆的支点，所述支点的上方的部分第一连接杆3的长度小于所述支点的下方的另一部分的第一连接杆3的长度。

在上述实施例的基础上，本实施例还包括夹板6，夹板6的下表面紧贴橡胶阻尼板5的上表面，夹板6与下平台2通过第二连接件7连接。夹板与下平台通过第二连接件连接，夹板6与橡胶阻尼板5的贴合处设有橡胶阻尼层，进一步强化通过橡胶阻尼振动实现耗能。本实施例中，夹板优选为圆环形夹板，中间的圆孔用于给第一连接杆提供足够的移动空间。

在上述实施例的基础上，本实施例中固定机构4包括第一连接件41和支撑件42，第一连接杆3穿过并固定于第一连接件41上，第一连接件41的所在位置为第一连接杆3充当所述杠杆的所述支点；支撑件42的一端与第一连接件41连接，支撑件42的另一端与下平台2的上表面固定连接，支撑件42用于确保所述第一连接件的水平位移与所述下平台的水平位移相同。塔筒发生摆动时，第一连接件在支撑件的作用下，与下平台的位移距离保持一致，构成第一连接杆上的一个支点。在其他实施例中，支撑件的另一端也可以与所述塔筒的内壁固定连接。

当塔筒发生摆动时，上平台的水平位移为L1，下平台的水平位移为L2，上平台与下平台的位移差为ΔL，由于塔筒段高度差有限，产生的位移差往往比较小，支撑件与第一连接件连接并固定在下平台上，支撑件将塔筒段上平台与下平台间的位移差转化为上平台的大位移L1与支撑件处的小位移L2的位移差，当风机塔筒在各种荷载下振动摇摆时，第一连接件所在位置处的位移与下平台处位移相同都为L2，利用杠杆原理将上平台的水平位移L1与第一连接件所在位置处的水平位移L2的位移差ΔL放大为n*ΔL，其中，n表示支撑件下方的第一连接杆的长度与支撑件上方的第一连接杆的长度的倍数关系，从而使得与第一连接杆相接端的橡胶阻尼板中的橡胶阻尼产生大幅位移，达到最大限度的耗能，实现塔筒减振。

在上述实施例的基础上，本实施例中第一连接件41为球铰。第一连接杆穿过球铰并固定在球铰上，球铰在支撑件的作用下确保球铰与下平台的位移距离保持一致，球铰所在位置即为第一连接杆充当杠杆的支点。

在上述实施例的基础上，本实施例中第二连接件7包括螺栓。通过螺栓将夹板和下平台连接，可将橡胶阻尼板夹紧在两者之间，也有利于拆分或组装夹板、下平台与橡胶阻尼板，螺栓从夹板的边缘处与下平台连接，而没有穿过所述橡胶阻尼板。

在上述实施例的基础上，本实施例中下平台2与橡胶阻尼板5的贴合处设有橡胶阻尼层。通过在或下平台与橡胶阻尼层的贴合处设橡胶阻尼层，进一步增加橡胶阻尼层，增大能量消耗，提高减振效果。

在上述实施例的基础上，本实施例中橡胶阻尼板5的上表面设有第二连接杆6，第一连接杆3与第二连接杆6通过套筒31连接。这种可拆分连接关系有利于实现组装或拆分。

在上述实施例的基础上，本实施例中支撑件42包括支撑杆；所述支撑杆的数量≥3个。有利于实现支撑杆对第一连接件的稳定支撑。本实施例中的支撑杆的数量为6个。

在上述实施例的基础上，本实施例中多个所述支撑杆均匀地分布于所述第一连接件的周围。进一步有利于实现支撑杆对第一连接件的稳定支撑。

实施例2

与实施例1的区别在于，橡胶阻尼板5与第一连接杆3一体成型。可避免橡胶阻尼板与第一连接杆在塔筒摆动过程中发生松动等情况。

本发明的其他有益效果包括：

1)利用杠杆原理，将塔筒段的上方的小位移差振动能量放大为橡胶阻尼层的热能并耗散掉。

2)无需借助其他装置，球铰、杠杆及夹板即可实现任意方向的摇摆变形。

3)多个支撑杆与球铰相连接，每两根刚性杆在面内构成几何三角形，使得支撑杆的刚度和稳定性得到保证。

4)构造简单，易于维护，部件更换方便。

5)制作成本低，每个塔筒可在不同高度区安装，减振效果明显。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

Claims (10)

1.一种橡胶阻尼耗能减振装置，所述橡胶阻尼耗能减振装置设于塔筒的内部，其特征在于，所述橡胶阻尼耗能减振装置包括：上平台、下平台，第一连接杆、固定机构、橡胶阻尼板；

所述上平台与所述下平台分别与所述塔筒的内壁固定连接，所述第一连接杆的顶端与所述上平台的下表面连接，所述第一连接杆的底端与所述橡胶阻尼板固定连接；

所述橡胶阻尼板设于所述下平台上，所述橡胶阻尼板的下表面紧贴所述下平台的上表面；

所述固定机构与所述第一连接杆连接，用于形成所述第一连接杆充当杠杆的支点，所述支点的上方的部分所述第一连接杆的长度小于所述支点的下方的另一部分的所述第一连接杆的长度。

2.根据权利要求1所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，还包括夹板，所述夹板的下表面紧贴所述橡胶阻尼板的上表面，所述夹板与所述下平台通过第二连接件连接，所述夹板与所述橡胶阻尼板的贴合处设有橡胶阻尼层。

3.根据权利要求2所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，所述固定机构包括第一连接件和支撑件，所述第一连接杆穿过并固定于所述第一连接件上，所述第一连接件的所在位置为所述第一连接杆充当所述杠杆的所述支点；所述支撑件的一端与第一连接件连接，所述支撑件的另一端与所述塔筒的内壁或所述下平台的上表面固定连接，所述支撑件用于确保所述第一连接件的水平位移与所述下平台的水平位移相同。

4.根据权利要求3所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，所述第一连接件包括球铰。

5.根据权利要求2所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，所述第二连接件包括螺栓。

6.根据权利要求2所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，所述下平台与所述橡胶阻尼板的贴合处设有橡胶阻尼层。

7.根据权利要求1所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，所述橡胶阻尼板与所述第一连接杆一体成型。

8.根据权利要求1所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，所述橡胶阻尼板的上表面设有第二连接杆，所述第一连接杆与所述第二连接杆通过套筒连接。

9.根据权利要求3所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，所述支撑件包括支撑杆；所述支撑杆的数量≥3个。

10.根据权利要求9所述的橡胶阻尼耗能减振装置，其特征在于，多个所述支撑杆均匀地分布于所述第一连接件的周围。