CN115198907A - 弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及隔震技术领域，具体为一种弹簧‑轨道竖向变刚度隔震支座，包括上连接板和下连接板，上连接板和下连接板之间设有竖向伸缩导向杆，上连接板和下连接板之间设有竖向螺旋弹簧；上连接板的底面中部设有中间竖向连接板，中间竖向连接板上设有水平限位杆，水平限位杆的两端分别滑动套设有端部竖向连接板，中间竖向连接板与端部竖向连接板之间设有水平螺旋弹簧；下连接板上设有轨道板，端部竖向连接板上设有水平滚轴，轨道板上设置限位台。竖向螺旋弹簧作为正刚度结构，中间竖向连接板、水平限位杆、端部竖向连接板、水平滚轴以及轨道板作为负刚度结构，两者相互配合实现竖向刚度可变,且支座具有高静刚度低动刚度的特性，利于竖向低频隔震。
Description
技术领域
本发明涉及隔震技术领域，特别是涉及一种弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座。
背景技术
在地震的影响下，一些重要设备，如医疗设备、变电站机柜、文物展柜等，可能会受到地震的影响而导致精度降低或损坏。同时，大量地震实录表明，竖向地震动超过水平地震动的情况时有发生，因而竖向地震动的影响不可忽略。
目前，广泛应用于工程中的橡胶支座对竖向地震动并没有隔震效果，因此，三维隔震技术的研究成为必需，而现有三维隔震支座的竖向刚度较大，固有频率高，无法满足隔离低频震动的需求。
发明内容
针对上述问题，本发明实施例提供了一种弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座。
本发明实施的一方面，提供了一种弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座，包括上下并行设置的上连接板和下连接板，上连接板和下连接板之间均布设置有竖向伸缩导向杆，上连接板和下连接板之间设置有竖向螺旋弹簧，竖向螺旋弹簧以上连接板中心与下连接板中心连线为对称轴对称设置；上连接板的底面中部位置设置有中间竖向连接板，中间竖向连接板上穿设固定有水平限位杆，水平限位杆的两端分别滑动套设有与中间竖向连接板相对的端部竖向连接板，中间竖向连接板与端部竖向连接板之间设置有水平螺旋弹簧；下连接板的顶面上与端部竖向连接板相对设置有轨道板，端部竖向连接板的外侧面上设置有水平滚轴，轨道板的内侧面上与水平滚轴相对设置有截面整呈半圆形的限位台，水平滚轴与限位台相抵且水平滚轴的轴线与限位台的轴线等高。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：竖向螺旋弹簧作为正刚度结构，中间竖向连接板、水平限位杆、端部竖向连接板、水平滚轴以及轨道板作为负刚度结构，两者相互配合实现竖向刚度可变,且支座具有高静刚度低动刚度的特性，利于竖向低频隔震。
可选的，上连接板的底面与下连接板的顶面之间相对设置有第一凸台，第一凸台的直径与竖向螺旋弹簧的内径相适配，竖向螺旋弹簧卡设在上下相对的两个第一凸台之间。
可选的，中间竖向连接板的两侧面上设置有第二凸台，端部竖向连接板与中间竖向连接板相对的侧面上设置有第二凸台，水平螺旋弹簧卡设在相对的两个第二凸台之间。
可选的，水平限位杆穿设固定在中间竖向连接板的四个角部位置。
可选的，竖向伸缩导向杆设置在上连接板和下连接板的四个角部之间。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明实施例提供的一种弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座的主视结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座的侧视结构示意图；
图3为图1中AA向剖视结构示意图；
图4为图2中BB向剖视结构示意图；
图5为本发明实施例提供的一种中间竖向连接板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种端部竖向连接板的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种上连接板的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种下连接板的结构示意图。
其中，上连接板1、下连接板2、竖向伸缩导向杆3、竖向螺旋弹簧4、中间竖向连接板5、水平限位杆6、端部竖向连接板7、水平螺旋弹簧8、轨道板9、水平滚轴10、限位台11、第一凸台12、导向杆安装孔13、连接板安装孔14、轨道板安装孔15、第二凸台16。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
参见图1-图4，本发明实施例提供的一种弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座，包括上下并行设置的上连接板1和下连接板2，上连接板1和下连接板2之间均布设置有竖向伸缩导向杆3，上连接板1和下连接板2之间设置有竖向螺旋弹簧4，竖向螺旋弹簧4可以设置两排，竖向螺旋弹簧4以上连接板1中心与下连接板2中心连线为对称轴对称设置；上连接板1的底面中部位置设置有中间竖向连接板5，中间竖向连接板5上穿设固定有水平限位杆6，水平限位杆6的两端分别滑动套设有与中间竖向连接板5相对的端部竖向连接板7，中间竖向连接板5与端部竖向连接板7之间设置有水平螺旋弹簧8；下连接板2的顶面上与端部竖向连接板7相对设置有轨道板9，端部竖向连接板7的外侧面上设置有水平滚轴10，水平滚轴位于端部竖向连接板7的水平中间位置，轨道板9的内侧面上与水平滚轴10相对设置有截面整呈半圆形的限位台11，水平滚轴10与限位台11相抵且水平滚轴10的轴线与限位台11的轴线等高。
在实施中，参见图7和图8，上连接板1的底面与下连接板2的顶面之间相对设置有第一凸台12，第一凸台12的直径与竖向螺旋弹簧4的内径相适配，竖向螺旋弹簧4卡设在上下相对的两个第一凸台12之间。
上连接板1和下连接板2可以为矩形板，竖向伸缩导向杆3设置在上连接板1和下连接板2的四个角部之间；具体的，可以在上连接板1和下连接板2上靠近四个角部位置开设导向杆安装孔13，竖向伸缩导向杆3中的竖向套筒通过螺栓安装在下连接板2的导向杆安装孔13处，竖向伸缩导向杆3中的竖向导杆通过螺栓安装在上连接板1的导向杆安装孔13处；竖向导杆插入竖向套筒中两者滑动配合。
上连接板1的中部位置可以开设连接板安装孔14，中间竖向连接板5顶部对应设置有螺纹盲孔并通过螺栓安装在连接板安装孔14处；下连接板上设置轨道板安装孔15，轨道板9通过螺栓安装在轨道板安装孔15处。
在实施中，参见图5和图6，中间竖向连接板5的两侧面上设置有第二凸台16，端部竖向连接板7与中间竖向连接板5相对的侧面上设置有第二凸台16，第二凸台16的直径与水平螺旋弹簧的内径相适配，水平螺旋弹簧8卡设在相对的两个第二凸台16之间；制作过程中，水平螺旋弹簧8通过第二凸台16预压缩于中间竖向连接板5和端部竖向连接板7之间，水平限位杆6保证水平螺旋弹簧8在水平方向上的伸缩运动，初始状态，水平滚轴10的轴线与限位台11的轴线等高，两者之间不存在竖向分力，当下连接板10从初始位置向上运动时，水平螺旋弹簧8的压缩量减小，弹性恢复力减小，轨道板9通过限位台11向水平滚轴10提供一个向下的竖向分力；当下连接板10从初始位置向下运动时，水平螺旋弹簧8的压缩量减小，弹性恢复力减小，相应的轨道板9通过限位台11向水平滚轴10提供一个向上的竖向分力，实现负刚度原理的荷载位移关系。
中间竖向连接板5可以为矩形板，水平限位杆6穿设固定在中间竖向连接板5的四个角部位置；水平限位杆6穿过中间竖向连接板5之后，可以使用顶丝来实现两者之间的固定。
本发明实施例提供的方案，竖向螺旋弹簧4作为正刚度结构，中间竖向连接板5、水平限位杆6、端部竖向连接板7、水平滚轴8以及轨道板9作为负刚度结构，正刚度结构和负刚度结构装置共同承载；初始状态下，水平滚轴10的轴线与限位台11的轴线等高负刚度结构不出力，只有竖向螺旋弹簧4压缩来承受上部荷载，当下连接板2向上或向下运动时，正刚度结构和负刚度结构共同承载，即在震动时支座的刚度是变化的，有效降低支座的竖向等效刚度,且支座具有高静刚度低动刚度的特性，利于低频隔震。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座，其特征在于，包括上下并行设置的上连接板和下连接板，上连接板和下连接板之间均布设置有竖向伸缩导向杆，上连接板和下连接板之间设置有竖向螺旋弹簧，竖向螺旋弹簧以上连接板中心与下连接板中心连线为对称轴对称设置；上连接板的底面中部位置设置有中间竖向连接板，中间竖向连接板上穿设固定有水平限位杆，水平限位杆的两端分别滑动套设有与中间竖向连接板相对的端部竖向连接板，中间竖向连接板与端部竖向连接板之间设置有水平螺旋弹簧；下连接板的顶面上与端部竖向连接板相对设置有轨道板，端部竖向连接板的外侧面上设置有水平滚轴，轨道板的内侧面上与水平滚轴相对设置有截面整呈半圆形的限位台，水平滚轴与限位台相抵且水平滚轴的轴线与限位台的轴线等高。
2.如权利要求1所述的弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座，其特征在于，上连接板的底面与下连接板的顶面之间相对设置有第一凸台，第一凸台的直径与竖向螺旋弹簧的内径相适配，竖向螺旋弹簧卡设在上下相对的两个第一凸台之间。
3.如权利要求1所述的弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座，其特征在于，中间竖向连接板的两侧面上设置有第二凸台，端部竖向连接板与中间竖向连接板相对的侧面上设置有第二凸台，水平螺旋弹簧卡设在相对的两个第二凸台之间。
4.如权利要求1所述的弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座，其特征在于，水平限位杆穿设固定在中间竖向连接板的四个角部位置。
5.如权利要求1所述的弹簧-轨道竖向变刚度隔震支座，其特征在于，竖向伸缩导向杆设置在上连接板和下连接板的四个角部之间。
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