CN110273956B - 一种扭转摩擦板型金属阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种扭转摩擦板型金属阻尼器，包括上下平行设置的第一滑动导杆、第二滑动导杆、耗能部件以及防护壳；所述第一滑动导杆及第二滑动导杆的两侧沿弧形设有锯齿，耗能部件包括上下对称连接设置的第一耗能部及第二耗能部，所述第一耗能部包括与第一滑动导杆的锯齿相配合的第一齿轮部及与该第一齿轮部相连接的第一环形摩擦板，所述第二耗能部包括与第二滑动导杆的锯齿相配合的第二齿轮部及与该第二齿轮部相连接的第二环形摩擦板，第一环形摩擦板与第二环形摩擦板相叠合。该扭转耗能的阻尼器具有良好的耗能效果，能够保证摩擦板全截面充分利用，摩擦耗能效果恒定，且构造方式简单、拆卸方便。

Description

一种扭转摩擦板型金属阻尼器

技术领域

本发明属于金属阻尼器领域，尤其涉及一种扭转摩擦板型金属阻尼器。

背景技术

振动广泛存在于各个领域中，工作中的机床、行进的机车、受地震和风振影响的建筑等都受到了振动带来的不良影响，且大多数振动不可避免，只能通过多种方式来减小振动对结构的损害，而增设阻尼器成为有效的方法之一。

摩擦型金属阻尼器作为一种耗能装置，能够通过本身的塑性变形来消耗振动产生的不利影响。因其耗能能力强，荷载大小、频率对其性能影响不大，且构造简单、安装方便、造价低廉，因而在消能减振领域受到广泛的运用。由摩擦学理论可知，摩擦力与材料、压强以及接触面积有着密切联系，且摩擦型金属阻尼器大致可分为板式、筒式以及弹簧式等，其中运用较多的为板式摩擦型阻尼器。但是传统的板式摩擦型阻尼器在耗能过程中摩擦面积会产生一定的变化，摩擦的有效面积不恒定，摩擦板中间的破坏程度最为严重，而两端破坏程度较轻，摩擦板得不到充分地利用而造成浪费。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能够保证摩擦板全截面充分利用，摩擦耗能效果恒定的扭转摩擦板型金属阻尼器。

技术方案：本发明的扭转摩擦板型金属阻尼器，包括上下平行交错设置的第一滑动导杆、第二滑动导杆、设于第一滑动导杆和第二滑动导杆两侧的耗能部件以及对第一滑动导杆、第二滑动导杆及耗能部件进行防护的防护壳；所述第一滑动导杆及第二滑动导杆的两侧沿弧形设有锯齿，耗能部件包括上下对称连接设置的第一耗能部及第二耗能部，所述第一耗能部包括与第一滑动导杆的锯齿相配合的第一齿轮部及与该第一齿轮部表面相连接的第一环形摩擦板，所述第二耗能部包括与第二滑动导杆的锯齿相配合的第二齿轮部及与该第二齿轮部表面相连接的第二环形摩擦板，第一环形摩擦板与第二环形摩擦板相叠合。

本发明的金属阻尼器首先，此阻尼器设置环形摩擦板，实现了摩擦板在滑动变形耗能过程中完全接触且摩擦面积保持恒定的特点，克服了传统摩擦型阻尼器摩擦面积不停变化的缺点；其次，能够通过调整连接栓杆的预紧力和环形摩擦板面积来控制两个轮盘摩擦板间摩擦力的大小，以此来实现调整阻尼器的减震能力。进一步说，本发明的第一环形摩擦板或第二环形摩擦板上分别与第一齿轮部及第二齿轮部的连接面径向设有若干凹槽以构成摩擦面。

再进一步说，本发明的防护壳包括分别设于耗能部件上下表面的上防护壳及下防护壳，所述上下防护壳上分别设有将对应于耗能部件的连接栓杆及对应于第一滑动导杆、第二滑动导杆的限位栓杆，所述第一滑动导杆、第二滑动导杆上分别设有对应于该限位栓杆的槽孔。上防护壳及下防护壳的两侧延伸设有连接耳板，该连接耳板上设有将上防护壳及下防护壳连接固定的栓杆。

更进一步说，本发明的第一耗能部及第二耗能部与防护壳间设有垫片。第一滑动导杆、第二滑动导杆的端部分别设有与建筑结构件相连接的螺栓孔。

有益效果：与现有技术相比，本发明的显著优点为：该扭转耗能的阻尼器具有良好的耗能效果，能够保证摩擦板全截面充分利用，摩擦耗能效果恒定，且构造方式简单、拆卸方便，可通过更换损坏的核心耗能部件来达到修复阻尼器的目的，可修复性强。

附图说明

图1为本发明金属阻尼器的整体结构示意图；

图2为沿图1A-A的剖面图；

图3为本发明滑动导杆及摩擦轮盘的组合图；

图4为本发明滑动导杆的结构示意图；

图5为本发明轮盘的第一齿轮部结构示意图；

图6为本发明环形摩擦板的结构示意图；

图7为本发明防护壳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步详细说明。

如图1至图4所示，本发明的扭转摩擦板型金属阻尼器，包括上下平行设置的第一滑动导杆1和第二滑动导杆2，该第一滑动导杆1及第二滑动导杆2的一端两侧面上沿弧形设有若干锯齿5，该若干锯齿5对应的端部即为耗能端部，另一端上设有与建筑结构件相连接的螺栓孔21，该端对应的即为连接端，第一滑动导杆1及第二滑动导杆2的耗能端上下正对设置，即两者位于同一竖直平面。第一滑动导杆1及第二滑动导杆2耗能端的两侧均设有耗能部件3，该耗能部件3由上下对称连接设置的第一耗能部件6和第二耗能部件7组合成一个整体，其中第一耗能部件6包括与第一滑动导杆1的齿轮5相啮合的第一齿轮部8及与该第一齿轮部8下相连接的第一环形摩擦板9，第二耗能部件7包括与第二滑动导杆2的齿轮5相啮合的第二齿轮部10及与该第二齿轮部10上表面相连接的第二环形摩擦板11，第一环形摩擦板9及第二环形摩擦板11相叠合的连接面均径向设有若干凹槽12以构成摩擦面，如图5和图6所示。滑动导杆弧形边的半径大于环形摩擦板的半径，进而确保滑动导杆充分的位移距离。

本发明的金属阻尼器还包括对第一滑动导杆1和第二滑动导杆2的耗能端及设于第一滑动导1杆和第二滑动导杆2两侧的耗能部件3进行防护的防护壳4，该防护壳4包括平行设置的上防护壳13及下防护壳14，如图7所示，上防护壳13及下防护壳14的两侧延伸设有连接耳板18，该连接耳板18上设有将上防护壳13及下防护壳14连接固定的栓杆19。上防护壳13和下防护壳14上分别设有对应于耗能部件3的连接栓杆15，耗能部件3的中心开设有螺栓孔，用于防止第一耗能部6和第二耗能部7掉落，并通过调整连接栓杆15的预紧力和环形摩擦板面积来控制阻尼器的摩擦力大小；而对应于第一滑动导杆1、第二滑动导杆2设有限位栓杆16，所述第一滑动导杆1、第二滑动导杆2上分别设有对应于该限位栓杆16的狭长槽孔17，用于限制滑动导杆的过大位移导致阻尼器的直接损坏。

第一耗能部6及第二耗能部7与防护壳4间设有矩形垫片20，进而与滑动导杆接触用以平衡两组耗能部的自重，同时也能减小耗能部、滑动导杆与防护壳之间的摩擦，保证扭转作用下耗能部之间的正常耗能；且矩形垫片20与滑动导杆的接触部分涂抹润滑剂，用以减小滑动导杆与矩形垫片之间的摩擦力，防止滑动导杆与矩形垫片20在耗能过程中发生损坏。

工作原理：本发明的阻尼器由第一滑动导杆1、第二滑动导杆2、耗能部件3、垫片20、连接栓杆15、限位栓杆16、栓杆19以及防护壳4组成，第一耗能部6和第二耗能部7此两个耗能部为一组产生摩擦耗能，并通过矩形垫片20平衡自重，防护壳4与矩形垫片20直接接触能有效防止矩形垫片20发生平面外屈曲，矩形垫片20与滑动导杆接触部分涂抹润滑剂，减小滑动导杆与矩形垫片的摩擦力。

在受到较小的地震或风荷载等横向水平力作用时，该阻尼器能够通过环形摩擦板间的静摩擦力为结构提供足够的水平抗侧刚度，使结构处于弹性状态；当结构遭遇中、强震或强风等较大的横向水平力时，环形摩擦板受到的外部荷载超过了其最大静摩擦力，在主要结构构件屈服前，环形摩擦板间会产生相对滑动和变形，从而依靠摩擦做功耗散地震或风振等能量，减轻结构损伤，达到消能减震的效果。

Claims (6)

1.一种扭转摩擦板型金属阻尼器，其特征在于：包括上下平行设置的第一滑动导杆（1）、第二滑动导杆（2）、设于第一滑动导杆（1）和第二滑动导杆（2）两侧的耗能部件（3）以及对第一滑动导杆（1）、第二滑动导杆（2）及耗能部件（3）进行防护的防护壳（4）；所述第一滑动导杆（1）及第二滑动导杆（2）的两侧沿弧形设有锯齿（5），耗能部件（3）包括上下对称连接设置的第一耗能部（6）及第二耗能部（7），所述第一耗能部（6）包括与第一滑动导杆（1）的锯齿（5）相配合的第一齿轮部（8）及与该第一齿轮部（8）相连接的第一环形摩擦板（9），所述第二耗能部（7）包括与第二滑动导杆（2）的锯齿（5）相配合的第二齿轮部（10）及与该第二齿轮部（10）相连接的第二环形摩擦板（11），第一环形摩擦板（9）与第二环形摩擦板（11）相叠合。

2.根据权利要求1所述的扭转摩擦板型金属阻尼器，其特征在于：所述第一环形摩擦板（9）及第二环形摩擦板（11）相叠合的连接面均径向设有若干凹槽（12）以构成摩擦面。

3.根据权利要求1所述的扭转摩擦板型金属阻尼器，其特征在于：所述防护壳（4）包括分别设于耗能部件（3）上下表面的上防护壳（13）及下防护壳（14），所述上防护壳（13）和下防护壳（14）上分别设有对应于耗能部件（3）的连接栓杆（15）及对应于第一滑动导杆（1）、第二滑动导杆（2）的限位栓杆（16），所述第一滑动导杆（1）、第二滑动导杆（2）上分别设有对应于该限位栓杆（16）的槽孔（17）。

4.根据权利要求3所述的扭转摩擦板型金属阻尼器，其特征在于：所述上防护壳（13）及下防护壳（14）的两侧延伸设有连接耳板（18），该连接耳板（18）上设有将上防护壳（13）及下防护壳（14）连接固定的栓杆（19）。

5.根据权利要求1所述的扭转摩擦板型金属阻尼器，其特征在于：所述第一耗能部（6）及第二耗能部（7）与防护壳（4）间设有垫片（20）。

6.根据权利要求1所述的扭转摩擦板型金属阻尼器，其特征在于：所述第一滑动导杆（1）、第二滑动导杆（2）的端部分别设有与建筑结构件相连接的螺栓孔（21）。

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