CN110748023A - 一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，包括导杆、外壳、叠层橡胶、铅柱，叠层橡胶由多层管状橡胶板和多层管状钢板组成，管状橡胶板和管状钢板间在同一中心线交替布置，并通过硫化或胶结工艺粘结，叠层橡胶的内圈与导杆相连，外圈与外壳相连，并且沿导杆方向布置两个或多个叠层橡胶；在两个或多个叠层橡胶之间留适当的间距并密实填充铅，形成铅柱。当导杆和外壳之间轴向相对运动时，带动叠层橡胶沿轴向剪切变形，使铅柱受到反复挤压变形耗散能量，实现减震目的。本阻尼器克服了液压粘滞阻尼器常见的漏油及回位能力差的缺点，具有滞回特性好、减震效果强等优点，可与隔震支座配合使用，也可代替其它领域杆式减震阻尼器。
Description
技术领域
本发明涉及结构消能减震技术领域，具体涉及一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器。
背景技术
地震是危害最大的自然灾害之一，造成巨大的人员伤亡和财产损失的直接原因是地表的剧烈震动传导到依附于地表的建筑物上，使房屋、桥梁等结构物倒塌，使工厂、医疗等设备损毁和其他生命线设施瘫痪。人类在地震面前由“听天由命”到主动探索，研究出对建筑物的消能、减隔震等抗震减灾技术，开发了消能和减隔震产品，目前较常用的有：
1.铅芯橡胶支座：通过叠层橡胶的剪切变形提供水平位移，减小地震波向上部结构的传导；通过铅芯的塑性变形来吸收、消耗地震能量。
2.粘滞阻尼器：依靠粘滞材料在缸体内经过节流孔时产生节流阻力的原理来吸收、消耗地震能量。
但是，由于叠层橡胶承压强度低，竖向荷载较大时需要的较大支座直径，限制了铅芯橡胶支座在大吨位支座上的应用，特别是在铁路桥梁上很少应用铅芯橡胶支座。粘滞阻尼器回位能力差，并且要求密封性好、制造精度高，工程应用上经常出现漏油、活塞运动受阻等问题。并且，粘滞阻尼器回位能力差，需要额外配置回位弹簧或每次地震后人工检查回位；活塞运动受阻的隐蔽性强，难以发现和维修，降低减震效果，甚至会加大结构的地震响应；为拉压型杆式阻尼器，对扭转没有减震效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，解决了现有技术中的问题，具有减震效果强，滞回特性好的特点。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，包括导杆、外壳、叠层橡胶和铅柱，所述导杆包括杆体和导杆耳板，所述导杆耳板位于杆体的一端，所述外壳包括壳体、外壳耳板、活动侧限位板和固定侧限位板，所述壳体为管状，所述壳体的固定侧连接所述固定侧限位板，所述固定侧限位板外侧连接所述外壳耳板，所述壳体的另一端连接所述活动侧限位板，所述活动侧限位板的中心开孔供所述杆体穿过，所述叠层橡胶包括若干层管状橡胶板和若干层管状钢板，所述管状橡胶板和管状钢板间隔交替排布并通过硫化或胶结工艺粘结，所述叠层橡胶的内圈与导杆的杆体固定连接，所述导杆上布置两个或多个所述叠层橡胶，在两个或多个叠层橡胶之间留适当的间距并密实填充铅，所述叠层橡胶的外圈与所述壳体的内侧固定连接，所述叠层橡胶与所述限位端板之间设有导杆行程间隙，所述导杆受到动荷载拉力与压力作用时，所述杆体与所述壳体之间发生往返相对位移，带动所述叠层橡胶沿轴向剪切变形，使所述铅柱受到反复挤压变形。
优选的，所述叠层橡胶的内圈高度大于外圈高度，铅柱的外圈高度大于内圈高度。
优选的，所述杆体为钢棒或钢管。
优选的，所述叠层橡胶在所述拉伸间隙侧和压缩间隙侧分别粘贴密封橡胶板。
优选的，本发明的阻尼器截面形状为圆形或者为正多边形，为圆形时，导杆的杆体，外壳的壳体，叠层橡胶的管状橡胶板和管状钢板，铅柱的截面均为圆形；为正多边形时，导杆的杆体，外壳的壳体，叠层橡胶的管状橡胶板和管状钢板，铅柱的截面均为正多边形。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明的管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，工作原理不同于依靠活塞在油缸里运动提供阻尼力的液压粘滞阻尼器，而是采用叠层橡胶和铅柱提供初始刚度和阻尼力，克服了液压粘滞阻尼器常见的漏油及活塞运动受阻的问题和回位能力差的缺点，铅柱屈服后的塑性变形提供阻尼力和吸收消耗地震能量，并且变形后在叠层橡胶的弹性作用下使阻尼器具有良好的回位功能。
2.本发明的管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，可以和普通球型钢支座或盆式橡胶支座组合使用，克服大吨位铅芯橡胶阻尼支座直径较大的缺点，制造安装和维修养护方便、耐久性好、造价低。
3.本发明的管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，具有滞回特性好、减震效果强、自动回位好、性能可靠、制造维养方便、经济性高、应用领域广等优点，不但对轴向拉压具有很好的减震效果，而且对绕轴线的扭转振动也具有减振作用；不但特别适合桥梁和建筑领域作为消能减震阻尼器使用，而且可代替其它领域杆式减震阻尼器。
附图说明
图1为本发明的外观三维结构示意图；
图2为本发明的轴向剖面示意图；
图3为本发明图2中的A-A横截面图；
图4为本发明图2中的A-A横截面图；
图5为本发明图2中的C-C横截面图；
图6为本发明图2中的D-D横截面图；
图7为本发明的阻尼器受拉变形示意图；
图8为本发明的阻尼器受压变形示意图。
图中：1、导杆；11、杆体；12、导杆耳板；2、外壳；21、壳体；22、外壳耳板；23、活动侧限位板；24、固定侧限位板；3、叠层橡胶；31、管状橡胶板；32、管状钢板；4、铅柱；5、密封橡胶板；51、拉伸侧密封橡胶板；52、压缩侧密封橡胶板；6、导杆行程间隙；61、拉伸间隙；62、压缩间隙。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、结构与功能易于明白了解，下面结合附图和具体实施方式，进一步阐述本发明是如何实施的。
如图1-6所示，本实施一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，包括导杆1、外壳2、叠层橡胶3和铅柱4，导杆1包括杆体11和导杆耳板12，外壳2包括壳体21、外壳耳板22、活动侧限位板23和固定侧限位板24，叠层橡胶3包括若干层管状橡胶板31和若干层管状钢板32，管状橡胶板31和管状钢板32间隔交替排布并通过硫化或胶结工艺粘结，杆体11的一端连接导杆耳板12，导杆耳板12用于导杆与外部结构相连，杆体11的另一端沿轴线方向布置连接两个或多个叠层橡胶3，在两个或多个叠层橡胶之间留适当的间距并密实填充铅形成铅柱4，在叠层橡胶3和铅柱4的外圈固定连接壳体21，叠层橡胶3在导杆行程间隙6的一侧粘贴有密封橡胶板5，密封橡胶板5包括拉伸侧密封橡胶板51和压缩侧密封橡胶板52，壳体21的固定侧连接固定侧限位板24，固定侧限位板24的外侧连接外壳耳板22用于外壳2与外部结构相连，该阻尼器的截面形状可以为圆形也可以为正多边形，为圆形时，导杆1的杆体11，外壳2的壳体21，叠层橡胶3的管状橡胶板31和管状钢板32，铅柱4的截面均为圆形；为正多边形时，导杆1的杆体11，外壳2的壳体21，叠层橡胶3的管状橡胶板31和管状钢板32，铅柱4均为正多边形，壳体21的另一端连接活动侧限位板23，并在活动侧限位板23的中心开孔供杆体11穿过，在外壳2的两端与叠层橡胶3间留导杆行程间隙6，包括活动侧限位板23与叠层橡胶3之间的拉伸间隙61，固定侧限位板24与叠层橡胶3之间的拉伸间隙61，在叠层橡胶3的拉伸间隙61侧粘贴拉伸侧密封橡胶板51，在叠层橡胶3的压缩间隙62侧粘贴压缩侧密封橡胶板52。
本发明的工作原理：如图7和图8，当导杆1受到动荷载拉力与压力作用时，导杆1与外壳2之间发生往返相对位移，带动叠层橡胶3沿轴向剪切变形，使铅柱4受到反复挤压变形耗散能量，实现减震目的。
本发明的优势：不存在液压粘滞阻尼器常见的漏油及回位能力差的问题，具有初始刚度大、滞回特性好、减震效果强、自动回位好、性能可靠、制造维养方便、经济性高、应用领域广等优点；不但对轴向拉压具有很好的减震效果，而且对绕轴线的扭转振动也具有减振作用；不但特别适合桥梁和建筑领域作为消能减震阻尼器使用，而且可代替其它领域杆式减震阻尼器。
需要说明的是，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理的情况下对本发明说明书及附图所进行的变化、修改、替换和等效变换，都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，包括导杆(1)、外壳(2)、叠层橡胶(3)和铅柱(4)，其特征在于：所述导杆(1)包括杆体(11)和导杆耳板(12)，所述导杆耳板(12)位于杆体(11)的一端，所述外壳(2)包括壳体(21)、外壳耳板(22)、活动侧限位板(23)和固定侧限位板(24)，所述壳体(21)为管状，所述壳体(21)的固定侧连接所述固定侧限位板(24)，所述固定侧限位板(24)外侧连接所述外壳耳板(22)，所述壳体(21)的另一端连接所述活动侧限位板(23)，所述活动侧限位板(23)的中心开孔供所述杆体(11)穿过，所述叠层橡胶(3)包括若干层同中心线管状橡胶板(31)和若干层同中心线管状钢板(32)，所述管状橡胶板(31)和管状钢板(32)间隔交替布置并通过硫化或胶结工艺粘结，所述叠层橡胶(3)的内圈与所述导杆(1)的杆体(11)固定连接，所述杆体(11)上布置两个或多个所述叠层橡胶(3)，在两个或多个叠层橡胶(3)之间留适当的间距并密实填充铅，形成所述铅柱(4)，所述叠层橡胶(3)的外圈与所述壳体(21)的内侧固定连接，所述导杆1受到动荷载拉力与压力作用时，所述杆体(11)与所述壳体(21)之间发生往返相对位移，带动所述叠层橡胶(3)沿轴向剪切变形，使所述铅柱(4)受到反复挤压变形。
2.根据权利要求1所述的一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，其特征在于：所述叠层橡胶(3)与活动侧限位板(23)和固定侧限位板(24)之间留导杆行程间隙(6)，包括叠层橡胶(3)与活动侧限位板(23)之间的拉伸间隙(61)，叠层橡胶(3)与固定侧限位板(24)之间的压缩间隙(62)。
3.根据权利要求1所述的一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，其特征在于：所述叠层橡胶(3)的内圈高度大于外圈高度，铅柱(4)的外圈高度大于内圈高度。
4.根据权利要求1所述的一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，其特征在于：所述杆体(11)为钢棒或钢管。
5.根据权利要求1所述的一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，其特征在于：所述叠层橡胶(3)在所述导杆行程间隙(6)的一侧粘贴有密封橡胶板(5)，密封橡胶板(5)包括拉伸侧密封橡胶板(51)和压缩侧密封橡胶板(52)。
6.根据权利要求1所述的一种管状叠层橡胶铅柱杆式阻尼器，其特征在于：本发明的阻尼器截面形状为圆形或者为正多边形，为圆形时，导杆(1)的杆体(11)，外壳(2)的壳体(21)，叠层橡胶(3)的管状橡胶板(31)和管状钢板(32)，铅柱(4)的截面均为圆形；为正多边形时，导杆(1)的杆体(11)，外壳(2)的壳体(21)，叠层橡胶(3)的管状橡胶板(31)和管状钢板(32)，铅柱(4)均为正多边形。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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