CN201627276U

CN201627276U - 高层建筑物减振避震装置

Info

Publication number: CN201627276U
Application number: CN2009202623603U
Authority: CN
Inventors: 李敬宇; 李一前; 周盛军
Original assignee: SHENZHEN WEIYUAN PRECISION TECHNOLOGY Ltd
Current assignee: SHENZHEN WEIYUAN PRECISION TECHNOLOGY Ltd
Priority date: 2009-12-28
Filing date: 2009-12-28
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2019-12-28

Abstract

本实用新型是一种高层建筑物减振避震装置，其包括一滚珠丝杠，滚珠丝杠副两端固定于底座上，主滚珠丝杠上设置有旋转式滚珠螺母，所述旋转式滚珠螺母外侧固定有驱动电机，且旋转式滚珠螺母上方设置与旋转式滚珠螺母固定于一起的承重台；滚珠丝杠副的两侧设置对应的两套滚珠导轨，每套滚珠导轨上设置至少一个滑块。该装置能够承受大质量的移动块，充分发挥滚珠丝的性能，在同行程情况下，能够最大限度发挥丝杠的作用，减少丝杠的长度。

Description

高层建筑物减振避震装置

技术领域

本实用新型涉及减振控制装置，准确地说是用于楼宇建设的减振控制装置，该控制装置能够驱动大质量块，快速、高效地纠正楼房受外力而产生的偏斜。

背景技术

在高层楼宇的建设中，受风力等外力的作用，楼宇都会在建设过程中发生偏斜，而且即使建设完工后，高层部分也经常会因风力、震动等外力作用产生摇摆或偏斜，导致楼宇中人员的舒适性变差或带来安全隐患，这都需要采用减振装置进行纠正。

而楼宇的减震装置，通常是采用结构简单的常规滚珠丝杠。滚珠丝杠传动系统的特点：滚珠丝杠传动效率高，摩擦系数小。通常在数控装置中采用伺服控制系统联结滚动螺旋传动配置，不仅可提高传动效率，而且可以减小启动力矩，克服装置颤动及时间滞后现象。在常规使用滚珠丝杠副进行直线传动的设计中，一般采用电机与丝杆轴端直接连接的方式。即电机驱动丝杆旋转，再由丝杆带动螺母旋转。由于滚珠螺母与工作平台固定连结，因而限制滚珠螺母只能做直线运动；从而使与螺母安装位固定的部件(平台)实现直线运动。

由于结构空间限制，在设计行程±2m的条件下，采用电机与丝杆轴端直接连接的驱动方式时，由于丝杠长，运动速度高，行程大，由于丝杠转动时所产生的绕度不但会引发装置震动，加大运动力矩，增加电机工作强度，影响传递效率，还会增加机械磨损，降低机械使用寿命。尤其丝杆长径比系数超过40∶1时，要采用其他辅助设计予以弥补，增加装置造价。细长的滚珠丝杠起动和制动时能量的一部分要消耗在克服中间环节的弹性变形上，弹性变形使系统的控制难度增加，伺服性能下降，且上述之结构不适合大质量移动块的运用(特别是100吨以上的质量移动块)。

实用新型内容

因此，本实用新型的目的在于提供一种高层建筑物减振避震装置，特别是用于AMD(active mass driver，主动质量驱动)的高层建筑物减振避震装置，该装置采用新的滚珠丝杠的设计方案，以使能够承受大质量的移动块，充分发挥滚珠丝杠的性能.且本实用新型能够在保证装置行程情况下，缩短丝杆的总长度。

本实用新型的另一个目的在于提供一种高层建筑物减振避震装置，该装置采用丝杠两端固定的方式，降低装配难度，易于保持丝杆精度，延长使用寿命；由于丝杆不需转动，电机驱动质量减小，运行响应速度快，提高了质量移动块加、减速时的加速度。

基于此，本实用新型是这样实现的：

一种高层建筑物减振避震装置，其特征在于该装置包括一滚珠丝杠副，滚珠丝杠副两端固定于底座上，主滚珠丝杠副上设置有旋转式滚珠螺母，所述旋转式滚珠螺母外侧固定有驱动电机，且旋转式滚珠螺母上方设置与旋转式滚珠螺母固定于一起的承重台；滚珠丝杠副的两侧设置对应的两副滚柱导轨，每个滚柱导轨上设置至少一个以上滑块。

滚珠丝杠不产生运动。在电机驱动下，旋转式的滚珠螺母作旋转运动通过连接装置——承重台推动质量块作轴向运动，这样采用旋转螺母驱动形式，加大了安全保险系数，降低了驱动力矩。进一步，采用旋转滚珠螺母驱动形式，可在一条滚珠丝杠副上布置两个或多个同步的滚珠螺母。具体地说是设置两个旋转式滚珠螺母，即在一条滚珠丝杠上设置两个旋转式滚珠螺母，每个滚珠螺母都向外连接有驱动电机，且每个滚珠螺母都设置有承重台，所有承重台均与平衡块连为一体，从而提高了丝杠副的承载能力，充分发挥丝杠的性能。

所述滚柱导轨，其两侧设置有用以缓冲借力的碟形弹簧片组。

所述底座下方设置水平调整装置，调整减震控制装置及底座的水平位置。

所述底座，其下部还可设置预埋件，以增强该减震控制装置的稳定性。

上述水平调整装置为设置于底座与预埋件之间的楔形块调节装置及预埋螺钉孔和螺钉，通过调整楔形块调整底座水平，通过螺钉对大量预埋螺钉孔的预紧增加底座刚性，减少质量块安装后的底座变形量。

本实用新型采用不转动的滚珠丝杠配合旋转式滚珠螺母的结构形式，能够承受大质量的平衡块，充分发挥滚珠丝杠的性能，在同行程情况下，能够最大限度发挥丝杠的作用，缩短丝杆的长度。

且丝杠采用两端固定的方式，降低装配难度，易于保持丝杆精度，延长使用寿命；同时响应速度快，更易于提高平衡块加、减速时的加速度。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图，

图2为本实用新型滚柱导轨的结构示意图，

图3为本实用新型滚珠丝杠副和滚珠螺母配合的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的实施作详细说明。

图1所示，为本实用新型应用于AMD(active mass driver，主动质量驱动)系统时的结构示意图，本实用新型的实施包括有导向块2、滚珠丝杠3、缓冲导向杆4、滚柱导轨13、碟形弹簧片组5、底座6、支撑架7、驱动电机8、旋转式滚珠螺母9和承重台10，其中，结合图3所示，滚珠丝杠副3设置一个，通过两端的支撑架7固定于底座6上，滚珠丝杠3的上则设置两个旋转式滚珠螺母9(因为两个螺母设置方式一样，图中仅描述了一个)，两个旋转式滚珠螺母9的分别向外设置有驱动电机8，且两个旋转式滚珠螺母9的上部设置有承重台10；

采用旋转式螺母驱动形式，加大了安全保险系数，单个旋转式滚珠螺母和驱动电机构成一套，通过滚珠丝杠进行驱动，从而提高了丝杠的承载能力，充分发挥丝杠的性能。

驱动执行传动机构采用两个同步驱动旋转式滚珠螺母形成两个独立的可互补互卸驱动单元。为满足系统运行行程要求，平衡块1的设计重量为300吨时，设计滚珠丝杠副规格为160×20，丝杠长约8m，重约1.2吨；旋转式螺母及其安装座重约2吨(按两套转螺母计算)。

结合图2所示，滚柱导轨13上套设多个滑块14(通常四个以上的滑块，在图1所列方式中，滑块14设置有6个)，同时，滚柱导轨13的两侧固定有两个碟形弹簧片组5，在该装置中，滚珠丝杠3两侧对称设置两组缓冲导向杆4，缓冲导向杆4上均匀设置有导向块2，以对平衡块1进行辅助导向作用，同时有四个大型的碟形弹簧片组5对称布置于该装置两侧，其压缩行程位于AMD系统最大行程两端，作为缓冲限位的同时，可以为大行程运行(±2m)反向运动时来提供加速力，降低电机载荷峰值。

这样平衡块1的重量承载主要由两副超大型滚柱导轨担负，同时也承担整个运动机构的导向功能。滚珠丝杠副3固定不旋转，旋转式滚珠螺母9在电机的直接驱动下旋转，同时通过大推力轴承以此能够驱使大重量的，特别是300吨左右平衡块前后移动。

在大楼内安装300吨超大型的直线运动机构是一项高难度高风险的工程作业，由于楼层平面刚性差，平面度低(在4m×9m范围误差达几毫米)，而滚动功能部件(滚珠丝杆、滚柱导轨)对安装配合部位的几何精度要求较高，通常在±0.20mm以内。对重达300吨的机构进行安装调整难度很大。基于以上情况，在底座底部增加了预埋件11，并尽可能的增加了预埋件的强度，以保证滚柱导轨、滚珠丝杠安装底座及承重架的刚性，还在预埋件11中设置多个螺钉孔，在预先无配重的情况下，在调整底座水平的同时用螺钉12预紧底座至工作状态；调整好后再逐步分阶段安装配重块，以达到安装要求。

经过前面控制效果的分析计算，可得在平衡块重量为300吨的情况下，本实用新型所实施的关键指标如下：

(1)平衡块质量-300吨，

(2)运行最大加速度-1m/s²，单方向最大平均加速度0.5m/s²，

(3)最大运行速度0.7m/s，平均运行速度0.2m/s，

(4)设计行程±2m，

(5)设计寿命50年。

可见该装置具有驱动力大，响应速度快，有效行程大，装置结构紧凑，使用寿命长等特点。

依照上述方案实施后，该装置具有如下优点：

1、由于方案采用是直接驱动螺母设计，传动机构中转动惯量小，所需电机惯量也较小，电机与受力点传递力臂几乎为零，响应速度快，更易于提高加、减速时的加速度。

2、丝杆固定，采用丝杆预拉伸技术，可减少丝杆的绕度。临界转速高有利于机构转速的提高，确保机构在较高运行速度情况下的平稳性。

3、采用双(多)旋转式螺母传动技术，可提高机构的承载能力，大大提高机构的响应速度，充分发挥滚珠丝杠的性能。

4、同行程情况下，可减少丝杠的长度。

5、由于丝杠两端固定，易于保持丝杠精度，延长使用寿命。

6、缩小了所需空间，机械装置结构紧凑。

总之，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种高层建筑物减振避震装置，其特征在于该装置包括一滚珠丝杠副，滚珠丝杠副两端固定于底座上，滚珠丝杠上设置有旋转式滚珠螺母，所述旋转式滚珠螺母外侧固定有驱动电机，且旋转式滚珠螺母上方设置有与旋转式滚珠螺母固定于一起的承重台；滚珠丝杠的两侧设置对应的两个滚柱导轨，每个滚柱导轨上设置至少一个以上的滑块。

2.如权利要求1所述的高层建筑物减振避震装置，其特征在于该装置设置两个旋转式滚珠螺母，即在滚珠丝杠上设置两个旋转式滚珠螺母，每个旋转式滚珠螺母都向外连接有驱动电机，且每个旋转式滚珠螺母上部都设置有承重台。

3.如权利要求1所述的高层建筑物减振避震装置，其特征在于所述滚柱导轨，其两端设置有用以缓冲的碟形弹簧片组。

4.如权利要求1所述的高层建筑物减振避震装置，其特征在于所述底座，其下部还可设置预埋件。

5.如权利要求4所述的高层建筑物减振避震装置，其特征在于所述底座下方设置有水平调整装置。

6.如权利要求5所述的高层建筑物减振避震装置，其特征在于所述水平调整装置为设置于底座与预埋件之间的楔形块，底座与预埋件之间设置有楔形块，同时底座上设置有预埋螺钉孔，通过螺钉进行紧固。