CN112081858B - 一种黏滞阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种黏滞阻尼器，包括：密封的壳体，在所述壳体内填充有阻尼介质；连接在所述壳体的一端的套筒；以及沿轴向密封式穿过所述壳体的轴向运动件，所述轴向运动件的第一端伸出所述壳体，用于连接振动源。其中，所述轴向运动件的第二端伸入套筒内，并连接有传动杆，在所述传动杆上固定有至少一个橡胶支座。本发明的结构简单，稳定性强，能够在实现传统黏滞阻尼器功能的同时可将提供足够水平刚度。并且还具有一定的自复位功能。

Description

一种黏滞阻尼器
技术领域
本发明涉及一种黏滞阻尼器。
背景技术
黏滞阻尼器是一种耗能减震装置，具有耗能能力强，行程大等特点，广泛应用于桥梁、建筑、大型钢结构等结构减震领域。
黏滞阻尼器的基本工作原理，就是通过挤压阻尼介质，使其高速流过活塞上的小孔或者活塞与活塞杆之间的间隙，在流动过程中产生能量损失，将外界的动能转化为阻尼介质的热能，从而减轻地震、强风等较大荷载对结构的破坏。而在实际的生活应用中，由于黏滞阻尼器为速度相关型阻尼器，阻尼力与活塞杆的位移无关。因此，在实际使用中，普通的黏滞阻尼器很难在低速条件下使用。为了防止建筑结构在低速时超位移运动，需要在黏滞阻尼器中增加附加刚度对建筑结构进行保护。
现有技术中带刚度的黏滞阻尼器，一般采用压缩弹簧或碟形弹簧来提供水平向刚度。对于有大刚度、大刚度位移要求的黏滞阻尼器，如果如采用压缩弹簧，其刚度太小，难以满足要求。而采用碟形弹簧刚度位移又太小，都没有理想的使用效果。而如果采用弹簧组方案来实现，又会出现阻尼器体积庞大、造价升高、稳定性较差等问题。
发明内容
针对如上所述的技术问题，本发明旨在提出一种黏滞阻尼器。本发明的黏滞阻尼器的结构简单，稳定性强，能够在实现传统黏滞阻尼器功能的同时可将提供足够水平刚度，并且还具有一定的自复位功能。
根据本发明的第一方面，提供了一种用黏滞阻尼器，包括：密封的壳体，在所述壳体内填充有阻尼介质；连接在所述壳体的一端的套筒；以及沿轴向密封式穿过所述壳体的轴向运动件，所述轴向运动件的第一端伸出所述壳体，用于连接振动源。其中，所述轴向运动件的第二端伸入套筒内，并连接有传动杆，在所述传动杆上固定有至少一个橡胶支座。
在一个优选的实施例中，所述运动件与传动杆同轴地设置。
在一个优选的实施例中，所述传动杆的一端设置有U形连接部分，所述轴向运动件的第二端伸入所述U形连接件内。
在一个优选的实施例中，所述轴向运动件的第二端与所述U形连接件的底部之间存在有间隙。
在一个优选的实施例中，所述U形连接件上设置有销轴安装孔，所述轴向运动件与传动杆之间通过插入到所述销轴安装孔内的销轴彼此连接。
在一个优选的实施例中，所述销轴安装孔构造为狭长形，使得所述销轴可在所述销轴安装孔内沿轴向移动。
在一个优选的实施例中，所述橡胶支座与所述传动杆的外表面和所述套筒的内壁均通过螺栓固定连接。
在一个优选的实施例中，所述销轴安装孔构造为狭长形，使得所述销轴可在所述销轴安装孔内沿轴向移动。
在一个优选的实施例中，在所述传动杆的外表面和所述套筒的内壁上均设置有两个限位件，所述橡胶支座设置在所述两个限位件之间。
在一个优选的实施例中，所述橡胶支座构造成能够提供与所述阻尼器的行程相一致的水平位移。
附图说明
下面将参照附图对本发明进行说明。
图1显示了根据本发明的黏滞阻尼器的示意图。
图2为图1所示的黏滞阻尼器中的连接件的俯视图。
在本申请中，所有附图均为示意性的附图，仅用于说明本发明的原理，并且未按实际比例绘制。
具体实施方式
下面通过附图来对本发明进行介绍。
图1显示了根据本发明的一个实施例的黏滞阻尼器100。如图1所示，黏滞阻尼器100包括阻尼器本体10，该本体10为空心的圆柱形壳体，其中限定有内腔15，内腔15中充满阻尼介质。在内腔15的中设置有活塞杆20。在本体10的一端(即图1中的右端)连接有套筒30。
活塞杆20的第一端(图1中的左端)22沿轴向延伸出至本体10之外，用于连接振动源，例如桥梁、建筑物等。这样，活塞杆20可在外力(即来自振动源的振动力)的作用下沿着本体10和套筒30作轴向运动。
在活塞杆20的位于本体10内部的杆体上设置有活塞25，活塞25上设置有小孔(未出示)，或者在活塞25与活塞杆20之间存在有间隙(未出示)，活塞25将本体10的内腔15分为左腔室24和右腔室26。当活塞杆20沿轴向运动时，阻尼介质高速流过活塞25上的小孔或者活塞25与活塞杆20之间的间隙，从而在左腔室25和右腔室26之间流动，实现阻尼效果。
如图1所示，活塞杆20的第二端(图1中的右端)23伸入套筒30之内。在活塞杆20的第二端23设置有传动杆40。传动杆40为带有刚度的细长圆杆或方杆，其与活塞杆20在轴向上同轴设置。
在所述传动杆40的靠近活塞杆20的一端设置有连接件44。所述连接件44设置为U形，其开口直径大于所述传动杆40的直径。由此，所述活塞杆20的第二端23伸入到所述U形连接件44内。在所述连接件44上设置有销轴安装孔46，在所述销轴安装孔46内设置有销轴45，销轴45竖直穿过所述活塞杆20伸入连接件44内的杆体，使得所述活塞杆20与所述传动杆40通过销轴45相串联。通过这种设置，当所述活塞杆20受到震动源的作用而沿轴向运动时，所述活塞杆20会带动其串联的传动杆40同时作轴向运动。
如图1所示，在传动杆40的远离活塞杆20一侧的杆体上设置有橡胶支座50。所述橡胶支座50可通过设置在橡胶支座50的与传动杆40的接触面上的螺栓42进行固定，也可以通过设置在所述传动杆40外表面的限位挡环60进行固定。类似地，所述橡胶支座50的远离传动杆40的一面可通过设置在橡胶支座50的与套筒30内壁的接触面上的螺栓42固定在套筒30内，也可以通过设置在所述套筒30的内壁上的限位挡环70进行固定。本发明对橡胶支座50的固定方式并无限制，只要满足当传动杆40在活塞杆20的作用下作轴向移动时，所述橡胶支座50能够发生弹性形变以提供阻力来阻碍运动的条件即可。
在一个优选的实施例中，橡胶支座50采用高阻尼的铅芯支座。这种支座具有较大的剪切变形，能提供足够的水平位移。同时，橡胶支座50内的橡胶内芯具有良好的弹性，可以使黏滞阻尼器100具有一定的自回复功能。优选地，所述橡胶支座50设置为矩形，其与套筒30的内壁的形状相适配。通过这种设置，有利于控制产品尺寸，降低成本。
图2为图1所示的黏滞阻尼器100的连接件44的俯视图。如图2所示，在一个优选的实施例中，所述连接件44上的销轴安装孔46构造为狭长形，使得所述销轴45可在所述销轴安装孔46内沿轴向移动。通过这种设置，在活塞杆20受到震动源的作用而沿轴向运动的过程中，销轴45在所述销轴安装孔46中移动，此时整个黏滞阻尼器100不带有刚度，直到销轴45抵靠在孔46的一端处为止。并且，在销轴45在述销轴安装孔46中向传动杆40的方向移动的过程中，为保证传动杆40不会限制塞杆20移动，在活塞杆20和传动杆40间设置有间隙48(见图1)。当活塞杆20和传动杆40未抵接时，所述活塞杆20不会带动传动杆40作轴向移动，直至所述活塞杆20和传动杆40相抵接。容易理解，本领域设计人员可通过调节所述间隙48和销轴安装孔46的大小来控制阻尼器100的带有刚度的行程范围。
除此之外，橡胶支座50提供的水平位移设置为与黏滞阻尼器100的行程长度相同，这样可确保当所述活塞杆20与传动杆40相抵接后，黏滞阻尼器100的全程都带有刚度。
在一个优选的实施例中，在所述套筒30内可设置有两个这样的橡胶支座50，其对称地分布与所述传动杆40的径向两侧。通过这两个相对称的橡胶支座50，保证活塞杆20在水平方向上受力均衡，不会出现偏载现象。
以下简述根据本发明的黏滞阻尼器100的工作过程。
当黏滞阻尼器100承受到来自振动源的载荷时，活塞杆20会在外力的作用下沿轴向进行运动。这里，以活塞杆20向图1中的右方运动为例进行说明。由于此时活塞杆20与传动杆40之间存在间隙48，活塞杆20不受传动杆40的影响。销轴45可在销轴安装孔46内沿轴向自由移动，直到销轴45抵靠在孔46的右端或所述活塞杆20与传动杆40相抵接。在这种状态下，整个黏滞阻尼器100不带有刚度。
在活塞杆20在外力的作用下沿轴向移动一定的距离后，活塞杆20的第二端23与传动杆40相抵接，二者之间不再存在间隙48，或销轴45移动到销轴安装孔46的右端。此时如果活塞杆20继续沿轴向右运动，便会推动传动杆40向橡胶支座50方向移动。传动杆40与橡胶支座50之间固定连接，二者之间无法发生相对位移。这样，在传动杆40的推动下，橡胶支座50会发生弹性形变，给传动杆40及与传动杆40相抵接的活塞杆20施加一个反向力矩，阻碍活塞杆20继续移动。在这种状态下，整个黏滞阻尼器100会带有一定的刚度。本领域设计人员可通过调节所述销轴安装孔46和间隙48的大小来控制阻尼器100带有刚度的行程范围。
当活塞杆20不再受到来自振动源的载荷时，活塞杆20不再继续运动，橡胶支座50不再受传动杆40的作用力。此时，发生弹性形变的橡胶支座50会自行恢复原状。在这一过程中，橡胶支座50会推动传动杆40向活塞杆20的方向移动。在这种情况下，由于传动杆40与活塞杆20相抵接，因而传动杆40能够推动传动杆20向初始位置移动，使得黏滞阻尼器100具有一定的自复位功能。
最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施方案而已，并不构成对本发明的任何限制。尽管参照前述实施方案对本发明进行了详细的说明，但是对于本领域的技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种黏滞阻尼器，其特征在于，包括：
密封的壳体(10)，在所述壳体内填充有阻尼介质；
连接在所述壳体的一端的套筒(30)；和
沿轴向密封式穿过所述壳体的轴向运动件(20)，所述轴向运动件的第一端(22)伸出所述壳体，用于连接振动源；
其中，所述轴向运动件的第二端(23)伸入套筒内，并连接有传动杆(40)，在所述传动杆上固定有至少一个橡胶支座(50)，
所述传动杆的一端设置有U形连接件(44)，所述轴向运动件的第二端伸入所述U形连接件内，在所述轴向运动件的第二端与所述U形连接件的底部之间存在有间隙(48)，所述U形连接件上设置有销轴安装孔(46)，所述轴向运动件与传动杆之间通过插入到所述销轴安装孔内的销轴(45)彼此连接，所述销轴安装孔构造为狭长形，使得所述销轴可在所述销轴安装孔内沿轴向移动。
2.根据权利要求1所述的黏滞阻尼器，其特征在于，所述运动件与传动杆同轴地设置。
3.根据权利要求1或2所述的黏滞阻尼器，其特征在于，所述橡胶支座与所述传动杆的外表面和所述套筒的内壁均通过螺栓(42)固定连接。
4.根据权利要求1或2所述的黏滞阻尼器，其特征在于，在所述传动杆的外表面和所述套筒的内壁上均设置有两个限位件(60)，所述橡胶支座设置在所述两个限位件之间。
5.根据权利要求1或2所述的黏滞阻尼器，其特征在于，设置有两个橡胶支座，其对称地分布在所述传动杆的径向两侧。
6.根据权利要求1或2所述的黏滞阻尼器，其特征在于，所述橡胶支座构造成能够提供与所述阻尼器的行程相一致的水平位移。
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