CN109811925A - 一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，包括基座，移动式安装的滚珠丝杆，与滚珠丝杆螺纹连接的滚珠螺母，固定在滚珠螺母端面上的圆环形钢板，放置在基座上的固定钢板，摩擦片；滚珠丝杆从圆环形钢板的中心通孔贯穿圆环形钢板，固定钢板上设有弧形凹槽，呈环形的摩擦片固定在弧形凹槽上，圆环形钢板的圆周侧面与摩擦片相接触，固定钢板、基座、圆环形钢板在滚珠丝杆的轴向方向上相对固定。阻尼器不会受到摩擦行程的影响，可以有效的避免摩擦阻尼器位移行程过大而失效，属于建筑结构消能减震技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构消能减震技术领域，尤其涉及一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器。
背景技术
为了减小地震对建筑结构的损害，消能减震技术应用越来越广泛。基于被动的消能减震技术的阻尼器种类繁多，被广泛应用于消能减震建筑结构。但现有大多数阻尼器在小震作用下难以充分发挥作用，耗能能力较差；在超出预期的大地震时阻尼器位移易失效，若采用更大行程的阻尼器则造价过高，不利于推广应用。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，不会受到摩擦行程的影响，可以有效的避免摩擦阻尼器位移行程过大而失效。
为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，包括基座，移动式安装的滚珠丝杆，与滚珠丝杆螺纹连接的滚珠螺母，固定在滚珠螺母端面上的圆环形钢板，放置在基座上的固定钢板，摩擦片；滚珠丝杆从圆环形钢板的中心通孔贯穿圆环形钢板，固定钢板上设有弧形凹槽，呈环形的摩擦片固定在弧形凹槽上，圆环形钢板的圆周侧面与摩擦片相接触，固定钢板、基座、圆环形钢板在滚珠丝杆的轴向方向上相对固定。
进一步的是：基座包括平底板，固定在平底板上的两块立板；固定钢板放置在平底板上，固定钢板位于两块立板之间；阻尼器还包括分别安装在两块立板上的两个推力轴承，一个推力轴承位于其中一块立板和滚珠螺母之间，另一个推力轴承位于另一块立板和圆环形钢板之间，滚珠丝杆从推力轴承的中心通孔贯穿推力轴承。
进一步的是：基座还包括顶板，顶板的一侧连接在其中一块立板的上端，顶板的另一侧连接在另一块立板的上端，固定钢板位于顶板的下方。
进一步的是：固定钢板包括两块均具有弧形凹槽的矩形钢板，摩擦片有两片，一片摩擦片固定在其中一块矩形钢板的弧形凹槽内，另一片摩擦片固定在另一块矩形钢板的弧形凹槽内，两块矩形钢板的两个弧形凹槽所对应的圆心在同一个点上，两片摩擦片贴合在圆环形钢板的圆周侧面上，两块矩形钢板通过预紧力螺栓连接在一起。
进一步的是：基座还包括加强筋板，加强筋板与立板相固定，加强筋板与平底板相固定。
进一步的是：平底板上设有安装孔。
进一步的是：摩擦片和矩形钢板硫化固结。
总的说来，本发明具有如下优点：
本发明的摩擦阻尼器可以在建筑结构发生小位移情况下，滚珠螺母360°往复旋转摩擦耗能，耗能能力强。阻尼器可以在超出预期的大地震时依旧保持360°往复旋转摩擦，不会受到摩擦行程的影响，可以有效的避免摩擦阻尼器位移行程过大而失效。阻尼器具有良好的力的放大效果。通过合理设计滚珠丝杆螺距的大小，圆环形钢板和摩擦片半径的大小，可以实现调整力的放大倍数，力的放大倍数可以十几倍甚至可以达到几十倍。阻尼器具有良好的质量放大效应，在地震力的作用下，滚珠螺母与圆环形钢板产生极大的加速转动会耗散一定的能量，而且加速度越大，质量耗散的能量越多。
附图说明
图1为本摩擦阻尼器的三维图。
图2为本摩擦阻尼器滚珠丝杆的三维图。
图3为固定钢板、摩擦片、圆环形钢板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和具体实施方式来对本发明做进一步详细的说明。
为了便于统一查看说明书附图里面的各个附图标记，现对说明书附图里出现的附图标记统一说明如下：
1、滚珠丝杆；2、滚珠螺母；3、圆环形钢板；4、摩擦片；5、固定钢板；6、预紧力螺栓；7、平底板；8、安装孔；9、加强筋板；10、顶板；11、立板；12、推力轴承。
结合图1、图2、图3所示，一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，包括基座，移动式安装的滚珠丝杆，与滚珠丝杆螺纹连接的滚珠螺母，固定在滚珠螺母端面上的圆环形钢板，放置在基座上的固定钢板，摩擦片。滚珠丝杆可以在水平方向直线往复移动，滚珠螺母则套在滚珠丝杆上，滚珠丝杆可以安装在建筑结构上。滚珠螺母的截面形状呈T字型，圆环形钢板固定在滚珠螺母的端面上，且滚珠丝杆从圆环形钢板的中心通孔贯穿圆环形钢板，圆环形钢板具有中心通孔，滚珠丝杆是从该中心通孔穿过圆环形钢板的，且该中心通孔的直径大于滚珠丝杆的直径，滚珠丝杆并没有与圆环形钢板相接触。固定钢板可以固定在基座上，固定钢板上设有弧形凹槽，呈环形的摩擦片固定在弧形凹槽上，圆环形钢板的圆周侧面与摩擦片相接触。固定钢板、基座、圆环形钢板在滚珠丝杆的轴向方向上相对固定，即在滚珠丝杆的轴线方向上，固定钢板、基座、圆环形钢板三者是相对固定的，圆环形钢板和螺母在轴线方向上是固定的，不能移动，只能转动；固定钢板和基座是固定不动的。
结合图1所示，基座包括平底板，固定在平底板上的两块立板。两块立板分别固定在平底板的左部和右部，固定钢板放置在平底板上，固定钢板位于两块立板之间。阻尼器还包括分别安装在两块立板上的两个推力轴承，一个推力轴承安装在其中一块立板上，另一个推力轴承安装在另一块立板上。一个推力轴承位于其中一块立板和滚珠螺母之间，该推力轴承的左右两端与该立板和滚珠螺母相接触；另一个推力轴承位于另一块立板和圆环形钢板之间，该推力轴承的左右两端与该立板和圆环形钢板相接触。这样实现了固定钢板、基座、圆环形钢板在滚珠丝杆的轴向方向上相对固定。滚珠丝杆从推力轴承的中心通孔贯穿推力轴承，且该中心通孔的直径大于滚珠丝杆的直径，滚珠丝杆并没有与推力轴承相接触。滚珠丝杆也从立板的中心通孔穿过，滚珠丝杆也没有和立板相接触。
结合图1所示，基座还包括顶板，顶板的一侧连接在其中一块立板的上端，顶板的另一侧连接在另一块立板的上端，固定钢板位于顶板的下方，固定钢板和顶板之间留有缝隙。
结合图1、图3所示，固定钢板包括两块均具有弧形凹槽的矩形钢板，两块矩形钢板对称设置，摩擦片有两片，一片摩擦片固定在其中一块矩形钢板的弧形凹槽内，另一片摩擦片固定在另一块矩形钢板的弧形凹槽内，两块矩形钢板的两个弧形凹槽所对应的圆心在同一个点上，两片摩擦片贴合在圆环形钢板的圆周侧面上，两块矩形钢板通过预紧力螺栓连接在一起。
基座还包括加强筋板，加强筋板与立板相固定，加强筋板与平底板相固定。
平底板上设有安装孔。可使阻尼器固定在建筑结构上。
摩擦片和矩形钢板硫化固结。矩形钢板可以完全限制摩擦片的转动。
本阻尼器的工作原理：滚珠丝杆与建筑结构相连，建筑结构产生的层间位移推动滚珠丝杆，使得滚珠丝杆在水平方向往复运动，由于推力轴承顶着滚珠螺母，使得滚珠螺母不能水平移动，滚珠螺母只能旋转，滚珠螺母带动圆环形钢板转动，圆环形钢板与摩擦片摩擦耗能，导致阻尼器耗能。而且滚珠螺母与圆环形钢板的加速转动也会耗散一定的能量。
本发明的摩擦阻尼器可以在建筑结构发生小位移情况下，滚珠螺母360°往复旋转摩擦耗能，耗能能力强。阻尼器可以在超出预期的大地震时依旧保持360°往复旋转摩擦，不会受到摩擦行程的影响，可以有效的避免摩擦阻尼器位移行程过大而失效。阻尼器具有良好的力的放大效果。通过合理设计滚珠丝杆螺距的大小，圆环形钢板和摩擦片半径的大小，可以实现调整力的放大倍数，力的放大倍数可以十几倍甚至可以达到几十倍。阻尼器具有良好的质量放大效应，在地震力的作用下，滚珠螺母与圆环形钢板产生极大的加速转动会耗散一定的能量，而且加速度越大，质量耗散的能量越多。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，其特征在于：包括基座，移动式安装的滚珠丝杆，与滚珠丝杆螺纹连接的滚珠螺母，固定在滚珠螺母端面上的圆环形钢板，放置在基座上的固定钢板，摩擦片；滚珠丝杆从圆环形钢板的中心通孔贯穿圆环形钢板，固定钢板上设有弧形凹槽，呈环形的摩擦片固定在弧形凹槽上，圆环形钢板的圆周侧面与摩擦片相接触，固定钢板、基座、圆环形钢板在滚珠丝杆的轴向方向上相对固定。
2.按照权利要求1所述的一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，其特征在于：基座包括平底板，固定在平底板上的两块立板；固定钢板放置在平底板上，固定钢板位于两块立板之间；阻尼器还包括分别安装在两块立板上的两个推力轴承，一个推力轴承位于其中一块立板和滚珠螺母之间，另一个推力轴承位于另一块立板和圆环形钢板之间，滚珠丝杆从推力轴承的中心通孔贯穿推力轴承。
3.按照权利要求2所述的一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，其特征在于：基座还包括顶板，顶板的一侧连接在其中一块立板的上端，顶板的另一侧连接在另一块立板的上端，固定钢板位于顶板的下方。
4.按照权利要求1所述的一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，其特征在于：固定钢板包括两块均具有弧形凹槽的矩形钢板，摩擦片有两片，一片摩擦片固定在其中一块矩形钢板的弧形凹槽内，另一片摩擦片固定在另一块矩形钢板的弧形凹槽内，两块矩形钢板的两个弧形凹槽所对应的圆心在同一个点上，两片摩擦片贴合在圆环形钢板的圆周侧面上，两块矩形钢板通过预紧力螺栓连接在一起。
5.按照权利要求2所述的一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，其特征在于：基座还包括加强筋板，加强筋板与立板相固定，加强筋板与平底板相固定。
6.按照权利要求2所述的一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，其特征在于：平底板上设有安装孔。
7.按照权利要求4所述的一种位移放大型的旋转式摩擦阻尼器，其特征在于：摩擦片和矩形钢板硫化固结。
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