CN208650621U - 自复位齿轮剪切阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种自复位齿轮剪切阻尼器，包括：后L型钢板、前L型钢板、下滑动槽钢、上滑动槽钢、带肋剪切板、组合齿轮、齿条、齿条板、上连接板、左上滑片、右上滑片、左下滑片、右下滑片、预应力钢绞线、锚具、齿轮转轴和高强螺栓；下滑动槽钢、上滑动槽钢、带肋剪切板和组合齿轮位于后L型钢板和前L型钢板之间，上连接板位于后L型钢板、上滑动槽钢和前L型钢板的顶部，齿条焊接于下滑动槽钢和上滑动槽钢，齿条板焊接于上连接板；预应力钢绞线通过锚具将各个滑片连接。自复位齿轮剪切阻尼器利用齿轮传动原理实现带肋剪切板两端相对位移大于阻尼器连接点的相对位移，又具有较强的自复位特性。
Description
技术领域
本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种自复位齿轮剪切阻尼器，尤其是通过齿轮提供放大位移和预应力钢绞线实现自复位的软钢阻尼器。
背景技术
消能减震技术是在结构的某些位置设置阻尼器，通过阻尼器的滞回性能耗散或吸收大部分的地震能量，以减小结构的地震反应，从而保证主体结构的安全，达到减震的目的。传统阻尼器在强震中发挥作用后，会产生较大的变形，其消能减震的能力减弱甚至丧失，而对于伴随而来的余震，已经产生了较大变形的传统阻尼器就无法有效的发挥消能减震的作用。为此，有必要设计一种既具有良好耗能能力又具有复位功能的阻尼器用于建筑工程。
传统阻尼器的工作位移通常与连接点的相对位移相等，不能充分发挥其消能减震能力。故传统的阻尼器一般设置在结构相对变形较大的位置，或者增大阻尼器的尺寸来提高阻尼器的耗能能力，但是这一做法效果甚微。如：公开号为CN 104314192A的专利中公开了带位移放大装置的阻尼器，即利用杠杆原理增大阻尼器的位移，但杠杆传递效率较低，只有阻尼器尺寸很大时才能获得较大的位移，这样就造成了安装施工的不便，也影响了建筑的使用功能。
实用新型内容
针对现有技术的不足，本实用新型提供一种自复位齿轮剪切阻尼器，该阻尼器不仅利用齿轮传动原理实现带肋剪切板两端相对位移大于阻尼器连接点的相对位移，又具有较强的自复位特性且构造简单、安装方便、便于应用。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：
自复位齿轮剪切阻尼器，包括：后L型钢板、前L型钢板、下滑动槽钢、上滑动槽钢、带肋剪切板、组合齿轮、齿条、齿条板、上连接板、左上滑片、右上滑片、左下滑片、右下滑片、预应力钢绞线、锚具、齿轮转轴和高强螺栓；带肋剪切板和组合齿轮位于下滑动槽钢和上滑动槽钢之间，带肋剪切板均匀布置于组合齿轮左右两侧并焊接于下滑动槽钢和上滑动槽钢；下滑动槽钢、上滑动槽钢、带肋剪切板和组合齿轮位于后L型钢板和前L型钢板之间，齿轮转轴穿过前L型钢板、组合齿轮和后L型钢板，后L型钢板和前L型钢板与下滑动槽钢分别通过高强螺栓相连；上连接板位于后L型钢板、上滑动槽钢和前L型钢板的顶部，后L型钢板和前L型钢板与上滑动槽钢和上连接板肢翼缘分别通过高强螺栓相连；齿条焊接于下滑动槽钢和上滑动槽钢并与组合齿轮的第一齿轮相啮合，齿条板焊接于上连接板，穿过上滑动槽钢与组合齿轮的第二齿轮相啮合；左上滑片、右上滑片、左下滑片、右下滑片分别置于前L型钢板矩形孔和后L型钢板矩形孔中；预应力钢绞线通过锚具将左上滑片、右上滑片连接，将左下滑片和右下滑片连接，并将预应力钢绞线张拉至所需控制应力。
所述组合齿轮由第一齿轮和第二齿轮构成，第一齿轮半径大于第二齿轮半径，第一齿轮和齿条相啮合，第二齿轮和齿条板相啮合。
所述带肋剪切板材料为软钢，平行于后L型钢板和前L型钢板布置，可根据实际需要布置一块或者多块。
所述左上滑片、右上滑片、左下滑片和右下滑片具有足够的刚度。
所述后L型钢板开设后L型钢板转轴孔、后L型钢板螺栓孔、后L型钢板固定螺栓孔、后L型钢板上矩形孔和后L型钢板下矩形孔；前L型钢板开设前L型钢板转轴孔、前L型钢板螺栓孔和前L型钢板固定螺栓孔、前L型钢板上矩形孔和前L型钢板下矩形孔；所述下滑动槽钢和上滑动槽钢的翼缘分别开设下滑动槽钢长条孔和上滑动槽钢长条孔，上滑动槽钢腹板开设上滑动槽钢矩形孔；所述上连接板开设上连接板固定螺栓孔，上连接板肢翼缘开设上连接板长条孔。
所述左下滑片与下滑动槽钢左侧相接触，不相连；左上滑片与上滑动槽钢左侧相接触，不相连；右下滑片与下滑动槽钢右侧相接触，不相连；右上滑片与上滑动槽钢右侧相接触，不相连。
自复位齿轮剪切阻尼器工作原理如下：
荷载作用下，焊有齿条板的上连接板发生移动，齿条板带动第二齿轮转动，以至于驱动组合齿轮发生转动；组合齿轮带动齿条移动，以至于焊有齿条的下滑动槽钢和上滑动槽钢发生相对位移，带肋剪切板实现耗能。由于第一齿轮和第二齿轮具有相同的角速度，令r1和r2分别表示第一齿轮半径和第二齿轮半径，根据齿轮传动原理可知带肋剪切板上下两端的相对位移与阻尼器连接点的相对位移之比为2r1/r2，实现了自复位齿轮剪切阻尼器的位移放大功能。
若组合齿轮向右转动，上滑动槽钢向右移动，驱使右上滑片向右移动，左上滑片由于前L型钢板上矩形孔和后L型钢板上矩形孔的限制不能向右滑动，致使预应力钢绞线拉力增大；下滑动槽钢向左移动，驱使左下滑片向左滑动，右下滑片由于前L型钢板下矩形孔和后L型钢板下矩形孔的限制不能向左滑动，致使预应力钢绞线拉力增大。卸荷后，右上滑片和左下滑片在预应力钢绞线的拉力作用下，驱使上滑动槽钢和下滑动槽钢复位，从而实现复位的功能；若组合齿轮向左转动，同理，该阻尼器可以实现复位功能。
本实用新型的有益效果是：①自复位齿轮剪切阻尼器利用齿轮传动原理放大了该阻尼器的工作位移，耗能能力强；②自复位齿轮剪切阻尼器利用预应力钢绞线实现了阻尼器的自复位的功能；③自复位齿轮剪切阻尼器都是钢材，通过螺栓连接和焊接，制作方便，成本低廉；④自复位齿轮剪切阻尼器和工程结构用螺栓连接，施工方便，易于检修和更换。
附图说明
图1是自复位齿轮剪切阻尼器示意图。
图2是自复位齿轮剪切阻尼器正视图。
图3是自复位齿轮剪切阻尼器左侧视图。
图4是自复位齿轮剪切阻尼器1-1剖面图。
图5是自复位齿轮剪切阻尼器2-2剖面图。
图6是自复位齿轮剪切阻尼器后L型钢板示意图。
图7是自复位齿轮剪切阻尼器前L型钢板示意图。
图8是自复位齿轮剪切阻尼器下滑动槽钢示意图。
图9是自复位齿轮剪切阻尼器上滑动槽钢示意图。
图10是自复位齿轮剪切阻尼器组合齿轮示意图。
图11是自复位齿轮剪切阻尼器上连接板示意图。
图12是自复位齿轮剪切阻尼器齿条板示意图。
图中，1-后L型钢板，2-前L型钢板，3-下滑动槽钢，4-上滑动槽钢，5-带肋剪切板，6-组合齿轮，7-齿条，8-齿条板，9-上连接板，10-预应力钢绞线，11-锚具，12-左下滑片，13-左上滑片，14-右下滑片，15-右上滑片，16-齿轮转轴，17-高强螺栓，601-后L型钢板转轴孔，602-后L型钢板螺栓孔，603-后L型钢板固定螺栓孔，604-后L型钢板上矩形孔，605-后L型钢板下矩形孔，701-前L型钢板转轴孔，702-前L型钢板螺栓孔，703-前L型钢板固定螺栓孔，704-前L型钢板上矩形孔，705-前L型钢板下矩形孔，801-下滑动槽钢长条孔，901-上滑动槽钢长条孔，902-上滑动槽钢矩形孔，1001-第一齿轮，1002-第二齿轮，1003-组合齿轮中轴孔，1101-上连接板长条孔，1102-上连接板肢翼缘，1103-上连接板固定螺栓孔。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
根据图1、图2、图3、图4和图5所示，自复位齿轮剪切阻尼器包括：后L型钢板1、前L型钢板2、下滑动槽钢3、上滑动槽钢4、带肋剪切板5、组合齿轮6、齿条7、齿条板8、上连接板9、预应力钢绞线10、锚具11、左下滑片12、左上滑片13、右下滑片14、右上滑片15、齿轮转轴16和高强螺栓17。
根据图6、图7、图8、图9和图11所示，所述后L型钢板1开设后L型钢板转轴孔601、后L型钢板螺栓孔602、后L型钢板固定螺栓孔603、后L型钢板上矩形孔604和后L型钢板下矩形孔605，前L型钢板2开设前L型钢板转轴孔701、前L型钢板螺栓孔702、前L型钢板固定螺栓孔703、前L型钢板上矩形孔704和前L型钢板下矩形孔705；所述下滑动槽钢3和上滑动槽钢4的翼缘分别开设下滑动槽钢长条孔801和上滑动槽钢长条孔901，上滑动槽钢4腹板开设上滑动槽钢矩形孔902；所述上连接板9开设上连接板固定螺栓孔1103，上连接板肢翼缘1102开设上连接板长条孔1101。
根据图10所示，所述组合齿轮6由第一齿轮1001和第二齿轮1002构成，第一齿轮1001半径大于第二齿轮1002半径。
根据图3、图4和图5所示，带肋剪切板5和组合齿轮6位于下滑动槽钢3和上滑动槽钢4之间，带肋剪切板5均匀布置于组合齿轮6左右两侧并焊接于下滑动槽钢3和上滑动槽钢4；下滑动槽钢3、上滑动槽钢4、带肋剪切板5和组合齿轮6位于后L型钢板1、前L型钢板2之间，齿轮转轴16穿过前L型钢板转轴孔701、组合齿轮中轴孔1003和后L型钢板转轴孔601，高强螺栓17分别穿过后L型钢板螺栓孔602和下滑动槽钢长条孔801、前L型钢板螺栓孔702和下滑动槽钢长条孔801；左上滑片13和右上滑片15分别穿过后L型钢板上矩形孔604和前L型钢板上矩形孔704，左下滑片12和右下滑片14分别穿过后L型钢板下矩形孔605和前L型钢板下矩形孔705；预应力钢绞线10通过锚具11将左上滑片13和右上滑片15相连接，预应力钢绞线10通过锚具11将左下滑片12和右下滑片14相连接。
根据图2、图4和图5所示，上连接板9位于后L型钢板1、上滑动槽钢4和前L型钢板2的顶部，高强螺栓17穿过上连接板长条孔1101、后L型钢板螺栓孔602和上滑动槽钢长条孔901；高强螺栓17穿过上连接板长条孔1101、前L型钢板螺栓孔702和上滑动槽钢长条孔901。
所述带肋剪切板5材料为软钢，平行于后L型钢板1和前L型钢板2布置，可根据实际需要布置一块或者多块。
根据图4、图5和图12所示，齿条7焊接于下滑动槽钢3和上滑动槽钢4并与组合齿轮6的第一齿轮1001相啮合，齿条板8焊接于上连接板9，穿过上滑动槽钢矩形孔902与组合齿轮6的第二齿轮1002相啮合。
根据图5所示，左下滑片12与下滑动槽钢3左侧相接触，不相连；左上滑片13与上滑动槽钢4左侧相接触，不相连；右下滑片14与下滑动槽钢3右侧相接触，不相连；右上滑片15与上滑动槽钢4右侧相接触，不相连。
该自复位齿轮剪切阻尼器的装配施工方法如下：
①根据定位尺寸将齿条板8焊接于上连接板9，将齿条7和带肋剪切板5分别焊接于下滑动槽钢3和上滑动槽钢4，将组合齿轮6置于下滑动槽钢3和上滑动槽钢4的齿条7之间；
②将焊有齿条7和带肋剪切板5的下滑动槽钢3和上滑动槽钢4以及放置好的组合齿轮6置于后L型钢板1和前L型钢板2之间，齿轮转轴16穿过前L型钢板转轴孔701、组合齿轮中轴孔1003和后L型钢板转轴孔601，高强螺栓17分别穿过后L型钢板螺栓孔602和下滑动槽钢长条孔801、前L型钢板螺栓孔702和下滑动槽钢长条孔801；
③将焊有齿条板8的上连接板9置于后L型钢板1、上滑动槽钢4和前L型钢板2的顶部，高强螺栓17穿过上连接板长条孔1101、后L型钢板螺栓孔602和上滑动槽钢长条孔901；高强螺栓17穿过上连接板长条孔1101、前L型钢板螺栓孔702和上滑动槽钢长条孔901；
④左上滑片13和右上滑片15分别穿过后L型钢板上矩形孔604和前L型钢板上矩形孔704，左下滑片12和右下滑片14分别穿过后L型钢板下矩形孔605和前L型钢板下矩形孔705；预应力钢绞线10通过锚具11将左上滑片13和右上滑片15相连接，预应力钢绞线10通过锚具11将左下滑片12和右下滑片14相连接，并将预应力钢绞线10张拉至所需控制应力；
⑤将自复位齿轮剪切阻尼器后L型钢板1和前L型钢板2与工程结构螺栓连接，上连接板9与工程结构螺栓连接。
Claims (6)
1.自复位齿轮剪切阻尼器，包括：后L型钢板(1)、前L型钢板(2)、带肋剪切板(5)、齿条(7)、预应力钢绞线(10)、锚具(11)、齿轮转轴(16)、高强螺栓(17)，其特征在于，还包括：下滑动槽钢(3)、上滑动槽钢(4)、组合齿轮(6)、齿条板(8)、上连接板(9)、左下滑片(12)、左上滑片(13)、右下滑片(14)、右上滑片(15)；带肋剪切板(5)和组合齿轮(6)位于下滑动槽钢(3)和上滑动槽钢(4)之间，带肋剪切板(5)均匀布置于组合齿轮(6)左右两侧并焊接于下滑动槽钢(3)和上滑动槽钢(4)；下滑动槽钢(3)、上滑动槽钢(4)、带肋剪切板(5)和组合齿轮(6)位于后L型钢板(1)和前L型钢板(2)之间，齿轮转轴(16)穿过前L型钢板(2)、组合齿轮(6)和后L型钢板(1)，后L型钢板(1)和前L型钢板(2)与下滑动槽钢(3)分别通过高强螺栓(17)相连；上连接板(9)位于后L型钢板(1)、上滑动槽钢(4)和前L型钢板(2)的顶部，后L型钢板(1)和前L型钢板(2)与上滑动槽钢(4)和上连接板肢翼缘(1102)分别通过高强螺栓相连；左下滑片(12)、左上滑片(13)、右下滑片(14)、右上滑片(15)分别置于前L型钢板矩形孔(704)和后L型钢板矩形孔(604)中；预应力钢绞线(10)通过锚具(11)将左上滑片(13)、右上滑片(15)连接，将左下滑片(12)和右下滑片(14)连接，并将预应力钢绞线(10)张拉至所需控制应力。
2.根据权利要求1所述自复位齿轮剪切阻尼器，其特征在于：所述下滑动槽钢(3)和上滑动槽钢(4)的翼缘分别开设下滑动槽钢长条孔(801)和上滑动槽钢长条孔(901)，上滑动槽钢(4)腹板开设上滑动槽钢矩形孔(902)。
3.根据权利要求1所述自复位齿轮剪切阻尼器，其特征在于：所述上连接板(9)开设上连接板固定螺栓孔(1103)，上连接板肢翼缘(1102)开设上连接板长条孔(1101)。
4.根据权利要求1所述自复位齿轮剪切阻尼器，其特征在于：齿条(7)焊接于下滑动槽钢(3)和上滑动槽钢(4)并与组合齿轮(6)的第一齿轮相(1001)啮合，齿条板(8)焊接于上连接板(9)，穿过上滑动槽钢矩形孔(902)与组合齿轮(6)的第二齿轮(1002)相啮合。
5.根据权利要求1所述自复位齿轮剪切阻尼器，其特征在于：左上滑片(13)和右上滑片(15)分别穿过后L型钢板上矩形孔(604)和前L型钢板上矩形孔(704)，左下滑片(12)和右下滑片(14)分别穿过后L型钢板下矩形孔(605)和前L型钢板下矩形孔(705)；预应力钢绞线(10)通过锚具(11)将左上滑片(13)和右上滑片(15)相连接，预应力钢绞线(10)通过锚具(11)将左下滑片(12)和右下滑片(14)相连接。
6.根据权利要求1或5所述自复位齿轮剪切阻尼器，其特征在于：左下滑片(12)与下滑动槽钢(3)左侧相接触，不相连；左上滑片(13)与上滑动槽钢(4)左侧相接触，不相连；右下滑片(14)与下滑动槽钢(3)右侧相接触，不相连；右上滑片(15)与上滑动槽钢(4)右侧相接触，不相连。
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Cited By (2)
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| CN108049689A (zh) * | 2018-01-19 | 2018-05-18 | 河北工业大学 | 自复位齿轮剪切阻尼器及装配施工方法 |
| CN110242090A (zh) * | 2019-06-21 | 2019-09-17 | 苏州鼎智瑞光智能科技有限公司 | 一种自复位减震阻尼器及装配施工方法 |
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