CN115773028A - 一种转动型双阶摩擦耗能器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及建筑结构耗能构件技术领域，尤其是涉及一种转动型双阶摩擦耗能器，包括外耳板、内耳板和二阶转动板，所述外耳板设有两块且所述内耳板位于两块外耳板之间，所述外耳板的端部焊接有用于连接于减震结构的连接端板，所述外耳板上分别预留有供所述二阶转动部件安装的位置，其预留空间大于所述二阶转动部件的尺寸，所述二阶转动板、外耳板、内耳板通过销轴连接，且所述二阶转动板、外耳板与内耳板之间夹有摩擦板，并通过螺栓实施螺栓预压力。本发明通过外耳板与二阶转动部件的配合，可在两端相对转动位移下实现双阶摩擦耗能，可实现耗能元件数量的改变，实现双阶段摩擦耗能；该阻尼器可广泛被运用于发生相对转动变形的减震场景中。
Description
技术领域
本发明涉及建筑结构耗能构件技术领域，尤其是涉及一种转动型双阶摩擦耗能器。
背景技术
摩擦耗能机制是一种优良的结构减震策略，而由于摩擦耗能器具有材料性能可靠，耗能能力优异，滑动摩擦力相对稳定，构造机理明确等特点，而被广泛运用于结构振动控制中。双阶摩擦耗能器被用来解决传统摩擦耗能器只有单一承载力的局限性，使其能够兼顾不同震动源对阻尼器性能的需求。
然而现有双阶摩擦耗能器多为轴向型阻尼器，只能通过阻尼器两端的轴向变形带动耗能元件摩擦耗能，在某些场景下难以运用，且构造相对复杂。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转动型双阶摩擦耗能器，能够解决上述技术问题。
本发明提供一种转动型双阶摩擦耗能器，包括外耳板、内耳板和二阶转动板，所述外耳板设有两块且所述内耳板位于两块外耳板之间，所述外耳板的端部焊接有用于连接于减震结构的连接端板，所述外耳板上分别预留有供所述二阶转动部件安装的位置，其预留空间大于所述二阶转动部件的尺寸，所述二阶转动板、外耳板、内耳板通过销轴连接，且所述二阶转动板、外耳板与内耳板之间夹有摩擦板，并通过螺栓实施螺栓预压力。
优选地，所述内耳板上设有销轴孔且与销轴紧密接触。
优选地，所述外耳板为倒钟型，所述外耳板中部开设有销轴孔，外耳板上所述销轴孔的两侧设有若干个螺栓通孔。
优选地，所述二阶转动部件为蝶形部件，所述二阶转动部件上开设有若干个螺栓通孔，所述二阶转动部件中部设有与销轴尺寸相对应的销轴孔。
优选地，所述摩擦板为扇形摩擦板，其开设有与所述二阶转动部件及所述外耳板螺栓通孔尺寸相对应的孔洞。
优选地，所述内耳板与所述外耳板螺栓通孔、二阶转动板螺栓通孔相对应位置开设有可供螺栓发生转动位移的弧形滑槽。
优选地，所述弧形滑槽沿以销轴中心为圆心的圆周阵列，所述弧形滑槽弧度大于相应螺栓的最大转动位移且宽度大于螺栓的直径。
优选地，所述摩擦板为耐磨金属材料或耐磨复合材料。
优选地，所述外耳板与所述二阶转动部件之间留有间隙，在工作过程中不发生相互接触。
优选地，所述外耳板与二阶转动部件之间留有角度间隙。
有益效果：
本发明通过外耳板与二阶转动部件的配合，可在两端相对转动位移下实现双阶摩擦耗能，可实现耗能元件数量的改变，实现双阶段摩擦耗能；该阻尼器可广泛被运用于发生相对转动变形的减震场景中，使得双阶摩擦耗能器有了更多的使用场景。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例的结构三维图；
图2为本发明实施例的结构侧视图；
图3为本发明实施例的初始状态示意图；
图4为本发明实施例的第二阶段摩擦耗能示意图；
图5为本发明实施例的第二阶段摩擦耗能状态三维图；
图6为本发明实施例外耳板三维图；
图7为本发明实施例二阶转动部件三维图；
图8为本发明实施例内耳板三维图；
图9为本发明实施例摩擦板示意图。
附图标记说明：1-外耳板、101-外耳板销轴孔、102-与二阶转动部件突出部分相对应的弧型孔洞、103-外耳板高强螺栓通孔、104-连接端板、2-二阶转动部件、201-二阶转动部件销轴孔、202-二阶转动部件高强螺栓通孔、3-内耳板、301-内耳板销轴孔、302-弧形滑槽、4-摩擦板、401-摩擦板高强螺栓通孔、5-销轴、6-外耳板高强螺栓、7-二阶转动部件高强螺栓。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
如图1-9所示，一种转动型双阶摩擦耗能器，包括连接端板104、内耳板3、二阶转动部件2和外耳板1，两块外耳板1与一块内耳板3分别与连接端板焊接并连接于结构中。二阶转动部件2、外耳板1、内耳板3通过销轴5连接，且二阶转动部件2、外耳板1与内耳板3之间夹有摩擦板4，并通过高强螺栓6、7实施螺栓预压力。
内耳板3开有销轴孔且与销轴5为紧密接触，内耳板3与外耳板高强螺栓通孔103、二阶转动部件螺栓通孔202相应位置开有可供高强螺栓6、7发生转动位移的弧形滑槽302，弧形滑槽沿以销轴5中心为圆心的圆周阵列，弧形滑槽302弧度大于相应高强螺栓6、7的最大转动位移且宽度略大于高强螺栓6、7的直径，以避免阻尼器在转动过程中发生剐蹭。
外耳板1为倒钟型，其端部预留有两处供二阶转动部件2安装的位置，其预留空间大于二阶转动部件2的尺寸。外耳板1中央开有一个尺寸较大的销轴孔，两侧突出部开有若干高强螺栓通孔。
二阶转动部件2为蝶形部件，开有多个二阶转动部件高强螺栓通孔202，二阶转动部件高强螺栓通孔202直径略大于二阶转动部件高强螺栓7直径且中央开有尺寸与销轴5尺寸相匹配的二阶转动部件销轴孔201，突出部厚度较小，以保证安装完成后，外耳板1不与二阶转动部件2发生相互接触。
摩擦板4为与二阶转动部件2突出部相对应的扇形板，其开设有与二阶转动部件高强螺栓通孔202尺寸相等的摩擦板高强螺栓通孔401，摩擦板高强螺栓通孔401直径略大于二阶转动部件高强螺栓7直径。
摩擦板4可选用不锈钢、耐磨钢、黄铜、轴承钢等金属材料，也可选用无机芳纶复合材料、树脂基复合材料等复合材料。
构件通过销轴5相互连接，从前至后依次为二阶转动部件2、外耳板1、内耳板3、外耳板1、二阶转动部件2，外耳板与1二阶转动部件2之间留有间隙，在工作过程中不发生相互接触。
外耳板1、二阶转动部件2分别与内耳板3之间夹有摩擦板4，高强螺栓6/7依次穿过外耳板1或二阶转动部件2、摩擦板4、内耳板3、摩擦板4、外耳板1或二阶转动部件2，并施加螺栓预压力。
外耳板1与二阶转动部件2之间留有一定角度间隙，当两侧连接件相对转角位移较小时，只有外耳板1带动摩擦板4发生转动摩擦耗能，二阶转动部件2在螺栓预压力下不发生转动，当外耳板1转动角度大于预留间隙角度时，外耳板1与二阶转动部件2相互接触，并带动摩擦板4协同运动，进行转动摩擦耗能。
本发明的工作原理介绍：
外耳板与二阶转动部件之间设置初始角度间隙θ，在地震作用下，两侧连接板的相对转动变形带动外耳板发生摩擦转动耗能，二阶转动部件在压力作用下不发生转动变形，当一阶转动横板的转动角度大于初始角度间隙θ时，外耳板与二阶转动部件相互接触，外耳板与二阶转动部件协同发生转动变形，参与摩擦耗能的构件数量增加，实现第二阶段摩擦耗能。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，包括外耳板、内耳板和二阶转动板，所述外耳板设有两块且所述内耳板位于两块外耳板之间，所述外耳板的端部焊接有用于连接于减震结构的连接端板，所述外耳板上分别预留有供所述二阶转动部件安装的位置，其预留空间大于所述二阶转动部件的尺寸，所述二阶转动板、外耳板、内耳板通过销轴连接，且所述二阶转动板、外耳板与内耳板之间夹有摩擦板，并通过螺栓实施螺栓预压力。
2.根据权利要求1所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述内耳板上设有销轴孔且与销轴紧密接触。
3.根据权利要求2所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述外耳板为倒钟型，所述外耳板中部开设有销轴孔，外耳板上所述销轴孔的两侧设有若干个螺栓通孔。
4.根据权利要求3所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述二阶转动部件为蝶形部件，所述二阶转动部件上开设有若干个螺栓通孔，所述二阶转动部件中部设有与销轴尺寸相对应的销轴孔。
5.根据权利要求4所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述摩擦板为扇形摩擦板，其开设有与所述二阶转动部件及所述外耳板螺栓通孔尺寸相对应的孔洞。
6.根据权利要求5所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述内耳板与所述外耳板螺栓通孔、二阶转动板螺栓通孔相对应位置开设有可供螺栓发生转动位移的弧形滑槽。
7.根据权利要求6所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述弧形滑槽沿以销轴中心为圆心的圆周阵列，所述弧形滑槽弧度大于相应螺栓的最大转动位移且宽度大于螺栓的直径。
8.根据权利要求1所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述摩擦板为耐磨金属材料或耐磨复合材料。
9.根据权利要求1所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述外耳板与所述二阶转动部件之间留有间隙，在工作过程中不发生相互接触。
10.根据权利要求1所述的转动型双阶摩擦耗能器，其特征在于，所述外耳板与二阶转动部件之间留有角度间隙。
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