CN116591023A - 一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，包括外筒，所述外筒的一端固定连接有第一连接耳环，所述外筒的另外一端设有第二连接耳环。本发明中通过控制螺纹传动杆有螺纹部分的长度和传动杆螺母之间的距离，控制多个传动杆螺母先后同时工作，实现了对工程结构在地震作用下的位移自适应分阶段控制。当结构产生的振动位移较小时，阻尼器只启动一个传动杆螺母工作，满足结构较小的耗能需求，当结构的振动位移增大，阻尼器进而启动两个传动杆螺母同时工作，产生的阻尼更大，耗能能力更强，满足结构较大耗能需求；进一步地，合理地设置螺纹传动杆的螺纹部分与传动杆螺母的间距和传动杆螺母的数量，可实现位移自适应分多阶段控制耗能减震效果。
Description
技术领域
本发明涉及工程结构减震技术领域，更具体地说，本发明涉及一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器。
背景技术
为了更好地控制工程结构在地震作用下的动力响应，可以在工程结构的特定部位增设耗能减震装置，这就是工程结构减震技术。
粘滞阻尼器就是一种常见的耗能装置，目前在土木工程领域内普遍采用的流体阻尼器内部构造基本属于射流型，其工作原理是通过活塞的往复运动，挤压筒内粘滞液体流过活塞头上的小孔从而为工程结构提供阻尼力。
汶川等多次地震显示，我国梁桥上部结构发生滑移的现象突出，但下部结构严重损伤的比例显著降低。研究认为是桥梁上部结构在支座上的滑动形成了隔震作用，一定量的滑移能够避免惯性力传递到下部结构，减小了桥墩的损伤。另外，当遭遇罕遇的地震动时，主梁会产生较大的横向残余位移，特别是当横向的限位防落梁装置均失效后，上部结构会产生巨大的落梁风险。因此不限制梁桥过大的横向位移情况下，通过一种位移型阻尼器实现桥梁横向的自复位十分必要。
现有粘滞阻尼器活塞结构较为传统，活塞杆缺乏自复位能力，其提供的阻尼力无法有效地适应工程结构在地震作用下位移大小多变需求。
因此我们提出了一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器来解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，包括外筒，所述外筒的一端固定连接有第一连接耳环，所述外筒的另外一端设有第二连接耳环；
所述外筒上贯穿设有传动组件，所述外筒中设有多组限位组件，多组所述限位组件之间均设有旋转组件；
多组所述限位组件通过螺丝与旋转组件相连接。
本装置中，通过控制螺纹传动杆有螺纹部分的长度和传动杆螺母之间的距离，控制多个传动杆螺母先后同时工作，实现了对工程结构在地震作用下的位移自适应分阶段控制。当结构产生的振动位移较小时，阻尼器只启动一个传动杆螺母工作，满足结构较小的耗能需求，当结构的振动位移增大，阻尼器进而启动两个传动杆螺母同时工作，产生的阻尼更大，耗能能力更强，满足结构较大耗能需求；进一步地，合理地设置螺纹传动杆的螺纹部分与传动杆螺母的间距和传动杆螺母的数量，可实现位移自适应分多阶段控制耗能减震效果。
在一个优选地实施方式中，所述传动组件包括贯穿设置于外筒上的螺纹传动杆，所述螺纹传动杆上套接有固定环，且固定环处于外筒内部，所述固定环上固定连接有复位弹簧，且复位弹簧的一端与外筒的内侧壁固定连接，所述螺纹传动杆上设有螺纹，且螺纹处于螺纹传动杆的中间位置。
在一个优选地实施方式中，所述限位组件包括设置于外筒中的两块端盖，两块所述端盖上均固定连接有转盘，两块所述转盘的一侧均设有圆筒，两块所述转盘分别通过滚动盘与圆筒转动连接，两块所述转盘上均设有多个转盘预留小孔。
在一个优选地实施方式中，所述滚动盘的内盘与圆筒的外壁固定连接，所述滚动盘的外盘与转盘的内壁固定连接，所述圆筒直径略大于螺纹传动杆直径。
在一个优选地实施方式中，所述旋转组件包括设置于两块端盖之间的传动杆螺母，所述传动杆螺母上设有多个传动杆螺母预留小孔，所述传动杆螺母的侧壁上固定连接有多片开孔扇叶，多片所述开孔扇叶上均设有多个阻尼孔。
在一个优选地实施方式中，所述转盘上的转盘预留小孔通过螺丝与传动杆螺母上的传动杆螺母预留小孔固定连接。
在一个优选地实施方式中，所述开孔扇叶设置于传动杆螺母外壁，且开孔扇叶沿外壁圆周均匀布设五片，多个所述阻尼孔排列整齐的处于开孔扇叶的一半区域，多个所述阻尼孔的直径为合适尺寸。
在一个优选地实施方式中，多个所述开孔扇叶内填充有粘滞液，两块所述端盖的外侧壁与外筒的内侧壁密封连接。
在一个优选地实施方式中，多块所述端盖、多个圆筒和多个传动杆螺母分别套接于螺纹传动杆上。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明将结构振动线性位移转化成传动杆螺母和开孔扇叶的转动，实现了惯容增效，在传动杆螺母内填充粘滞液，实现了阻尼增效。
2、本发明在扇叶的外端设置排列整齐、紧密的小阻尼，使粘滞液通过阻尼孔速度最大化，实现更强的阻尼效果。
3、当结构在较小振动作用下，阻尼器只启动一个传动杆螺母工作，为一阶耗能，满足结构较小的耗能需求；
当结构在较大振动作用下，阻尼器启动两个传动杆螺母同时工作，产生的阻尼更大，耗能能力更强，为二阶耗能，满足结构较大耗能需求。
4、本发明通过控制传动杆螺母有螺纹部分的长度、相邻传动杆螺母的间距和传动杆螺母的数量，实现了位移自适应分多阶段耗能。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的第一视角结构示意图；
图3为本发明的剖视连接结构示意图；
图4为本发明中A处局部放大连接结构示意图；
图5为本发明中的第一局部连接结构示意图；
图6为本发明中的第二局部连接结构示意图；
图7为本发明中的第三局部连接结构示意图。
附图标记为：1外筒、2第一连接耳环、3第二连接耳环、4螺纹传动杆、5固定环、6复位弹簧、7端盖、8转盘、9圆筒、10滚动盘、11转盘预留小孔、12传动杆螺母、13传动杆螺母预留小孔、14开孔扇叶、15阻尼孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
参照图1-7，一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，包括外筒1，而外筒1的一端固定连接有第一连接耳环2，外筒1的内侧壁上固定连接有复位弹簧6，而外筒1上贯穿设有螺纹传动杆4，其中尤为注意的是，螺纹传动杆4可以自由的在外筒1中移动，同时螺纹传动杆4上同轴固定连接有固定环5，并且复位弹簧6的一端与固定环5相连接，从而能够使螺纹传动杆4的移动或者复位。
同时外筒1的内侧壁上固定连接有多组端盖7，其中一组端盖7的数量为两块，并且两块端盖7上均固定连接有转盘8，而两块转盘8的一侧均设有圆筒9，两个圆筒9分别通过滚动盘10与转盘8转动连接，同时两块转盘8上均设有多个转盘预留小孔11，滚动盘10的内盘与圆筒9的外壁固定连接，滚动盘10的外盘与转盘8的内壁固定连接，圆筒9直径略大于螺纹传动杆8直径。
螺纹传动杆4上套接有多个传动杆螺母12，多个传动杆螺母12分别与螺纹传动杆4上的螺纹螺纹连接，传动杆螺母12上设有多个传动杆螺母预留小孔13，传动杆螺母12的侧壁上固定连接有多片开孔扇叶14，多个开孔扇叶14内填充有粘滞液，两块端盖7的外侧壁与外筒1的内侧壁密封连接，开孔扇叶14设置于传动杆螺母12外壁，且开孔扇叶14沿外壁圆周均匀布设五片，多片开孔扇叶14上均设有多个阻尼孔15，多个阻尼孔15排列整齐的处于开孔扇叶14的一半区域，多个阻尼孔15的直径为合适尺寸，转盘8上的转盘预留小孔11通过螺丝与传动杆螺母12上的传动杆螺母预留小孔13固定连接，其中圆筒9分别套接于螺纹传动杆4上，多个传动杆螺母12、开孔扇叶14和阻尼孔的构造一致、轴向间距一致，初始状态下，螺纹传动杆4的螺纹部分的中心对齐外筒1的中心，螺纹传动杆4左右两侧伸出中间传动杆螺母12长度为另外两个传动杆螺母12的一半。
本发明中，当工程结构在地震作用下产生振动位移时，通过第二连接耳环3将结构的振动位移传递给螺纹传动杆4，螺纹传动杆4产生轴向位移，在螺纹传动杆4、传动杆螺母12和圆筒9的相互作用下，开孔扇叶14在两块端盖7内转动，其中尤为注意的是，当螺纹传动杆4受到挤压而移动的时候，由于螺纹传动杆4上的螺纹与传动杆螺母12螺纹连接，同时传动杆螺母12会受到传动杆螺母预留小孔13和转盘预留小孔11的限位，而在转盘8、圆筒9和滚动盘10的辅助下，因此当螺纹传动杆4移动的时候，就可以使传动杆螺母12随之转动，进一步的开孔扇叶14随之转动，而在粘滞液和阻尼孔的辅助下，就可以使螺纹传动杆4受到阻尼力的影响，从而增加了装置的缓冲效果。
开孔扇叶14上布设的阻尼孔15在转动过程中，开孔扇叶14内粘滞液通过阻尼孔15时产生阻尼；
螺纹传动杆4发生轴向位移时，复位弹簧9可提供一定阻尼力；
振动结束后，复位弹簧9可为螺纹传动杆8提供自复位能力。
当地震作用较小时，结构的振动位移较小，振动位移小于另外两组传动杆螺母12的轴向间距的一半，螺纹传动杆8的螺纹部分还未移动到两侧传动杆螺母12，阻尼器只有中间一个传动杆螺母12工作，产生的阻尼作用较小；
当地震作用较大时，结构的振动位移较大，振动位移大于两组传动杆螺母12的轴向间距的一半，螺纹传动杆4的螺纹部分已移动到另外两组传动杆螺母12，阻尼器有两个传动杆螺母12工作，产生的耗能能力增加。
通过采用上述技术方案，较小振动作用下，结构变形较小，阻尼器启动一个传动杆螺母12工作，为一阶耗能；
较大振动作用下，结构变形较大，阻尼器启动两个传动杆螺母12工作，为耗能能力更强的二阶耗能。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，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 (9)
1.一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于；包括外筒（1），所述外筒（1）的一端固定连接有第一连接耳环（2），所述外筒（1）的另外一端设有第二连接耳环（3）；
所述外筒（1）上贯穿设有传动组件，所述外筒（1）中设有多组限位组件，多组所述限位组件之间均设有旋转组件；
多组所述限位组件通过螺丝与旋转组件相连接。
2.根据权利要求1所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：所述传动组件包括贯穿设置于外筒（1）上的螺纹传动杆（4），所述螺纹传动杆（4）上套接有固定环（5），且固定环（5）处于外筒（1）内部，所述固定环（5）上固定连接有复位弹簧（6），且复位弹簧（6）的一端与外筒（1）的内侧壁固定连接，所述螺纹传动杆（4）上设有螺纹，且螺纹处于螺纹传动杆（4）的中间位置。
3.根据权利要求1所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：所述限位组件包括设置于外筒（1）中的两块端盖（7），两块所述端盖（7）上均固定连接有转盘（8），两块所述转盘（8）的一侧均设有圆筒（9），两块所述转盘（8）分别通过滚动盘（10）与圆筒（9）转动连接，两块所述转盘（8）上均设有多个转盘预留小孔（11）。
4.根据权利要求3所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：所述滚动盘（10）的内盘与圆筒（9）的外壁固定连接，所述滚动盘（10）的外盘与转盘（8）的内壁固定连接，所述圆筒（9）直径略大于螺纹传动杆（8）直径。
5.根据权利要求3所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：所述旋转组件包括设置于两块端盖（7）之间的传动杆螺母（12），所述传动杆螺母（12）上设有多个传动杆螺母预留小孔（13），所述传动杆螺母（12）的侧壁上固定连接有多片开孔扇叶（14），多片所述开孔扇叶（14）上均设有多个阻尼孔（15）。
6.根据权利要求5所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：所述转盘（8）上的转盘预留小孔（11）通过螺丝与传动杆螺母（12）上的传动杆螺母预留小孔（13）固定连接。
7.根据权利要求5所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：所述开孔扇叶（14）设置于传动杆螺母（12）外壁，且开孔扇叶（14）沿外壁圆周均匀布设五片，多个所述阻尼孔（15）排列整齐的处于开孔扇叶（14）的一半区域，多个所述阻尼孔（15）的直径为合适尺寸。
8.根据权利要求3所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：多个所述开孔扇叶（14）内填充有粘滞液，两块所述端盖（7）的外侧壁与外筒（1）的内侧壁密封连接。
9.根据权利要求3所述的一种位移自适应分阶段环转粘滞阻尼器，其特征在于：多块所述端盖（7）、多个圆筒（9）和多个传动杆螺母（12）分别套接于螺纹传动杆（4）上。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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