CN212271291U - 一种具有自复位功能的调频放大质量阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及调频减震技术领域，公开了一种具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，包括机架、滚珠丝杠、限位钢板、阻尼机构和自复位机构；滚珠丝杠沿水平方向贯穿机架，阻尼机构的至少部分套装于滚珠丝杠；阻尼机构的两侧均间隔设置两张上限位挡板和两张下限位挡板，自复位机构包括均套装在滚珠丝杠上的碟簧挡板和组合碟簧；碟簧挡板固定安装于经预压后的组合碟簧的两侧，碟簧挡板的上下两端分别与对应的上限位挡板和下限位挡板接触，限位钢板安装于滚珠丝杠，并与碟簧挡板远离组合碟簧的一侧面接触。其有益效果在于：采用组合碟簧作为自复位元件，经预压后能满足所需的恢复力，克服了现有自复位材料极限弹性变形能力不足以及造价高等问题。

Description

一种具有自复位功能的调频放大质量阻尼器

技术领域

本实用新型涉及调频减震技术领域，具体涉及一种具有自复位功能的调频放大质量阻尼器。

背景技术

地震造成的社会和经济问题使得结构抗震技术受到越来越多的关注。因此提高工程结构的抗震和抗灾性能显得尤为重要。目前，国内外出现了多种具有响应放大的阻尼器，但是不具备自复位功能，导致震后结构留有较大的残余变形，增加了后期的修复难度，甚至导致只能推倒重建，造成巨大浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种具有自复位功能的调频放大质量阻尼器。

本实用新型的目的通过以下的技术方案实现：一种具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，包括机架、滚珠丝杠、限位钢板、上限位挡板、下限位挡板、阻尼机构和自复位机构；所述滚珠丝杠沿水平方向贯穿机架，所述阻尼机构的至少部分套装于滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的滚珠螺母与阻尼机构连接；所述阻尼机构的两侧均间隔设置两张上限位挡板和两张下限位挡板，位于同侧的上限位挡板和下限位挡板上下相对设置，且相对应的上限位挡板与下限位挡板之间具有间隔，所述自复位机构包括均套装在滚珠丝杠上的碟簧挡板和组合碟簧；所述碟簧挡板固定安装于经预压后的组合碟簧的两侧，所述碟簧挡板的上下两端分别与对应的上限位挡板和下限位挡板接触，所述限位钢板固定安装于滚珠丝杠，并与碟簧挡板远离组合碟簧的一侧面接触，所述滚珠螺母和机架沿滚珠丝杠的轴向相对固定。

进一步地，所述阻尼机构包括圆柱凸轮、从动杆和阻尼器；所述圆柱凸轮套装于滚珠丝杠，并与滚珠螺母固定连接，所述圆柱凸轮开有沿其周向分布的曲线凹槽，所述从动杆沿竖直方向设置，所述从动杆延伸至圆柱凸轮的曲线凹槽中，所述阻尼器沿水平方向设置，所述阻尼器的一端与机架连接，所述阻尼器的另一端与从动杆连接。

进一步地，所述机架包括底板、限位槽板、固定板和侧板；两张所述侧板相对设置在底板上，所述限位槽板连接两张侧板，两张固定板相对设置于两张侧板之间，所述固定板的顶端和底端分别与限位槽板和底板连接，所述固定板与相邻侧板之间均设置有两张上限位挡板和两张下限位挡板，两张上限位挡板间隔设置在限位槽板上，两张下限位挡板间隔设置在底板上，所述滚珠丝杠沿水平方向贯穿两张侧板、两张固定板以及上限位挡板和下限位挡板之间的间隔，所述滚珠螺母位于两张固定板之间，所述圆柱凸轮位于两张固定板之间，并与滚珠螺母固定连接，两张固定板用于限制滚珠螺母水平移动，所述限位槽板的上端面设置有向上延伸的凸起块，所述阻尼器的一端与凸起块连接，所述阻尼器的另一端与从动杆连接，所述限位槽板开有直线缺口，所述从动杆的底端穿过直线缺口后延伸至圆柱凸轮的曲线凹槽中。

进一步地，所述阻尼器的数量为两个，两个所述阻尼器沿从动杆对称分布，两个阻尼器的一端分别与机架连接，两个阻尼器的另一端与从动杆连接。

进一步地，还包括两个推力轴承，所述滚珠螺母的数量为两个，所述圆柱凸轮的两端分别与两个滚珠螺母连接，所述固定板的中心通孔均安装有推力轴承，所述推力轴承与靠近的滚珠螺母连接。

进一步地，所述机架还包括顶板，所述顶板的两端分别连接两块凸起块上，所述顶板的下表面设置有滑槽轨道，所述从动杆的顶端位于滑槽轨道中。

进一步地，所述机架还包括加强板，所述加强板的一端安装于侧板远离组合碟簧的一侧，所述加强板的另一端安装于底板。

进一步地，所述底板开有用于与建筑结构连接的安装孔。

本实用新型相对于现有技术具有如下优点：

1、本实用新型中通过设置上、下限位挡板限制组合碟簧恢复原态，使其一直处于压缩状态。采用组合碟簧作为自复位元件，经预压后能满足所需的恢复力要求，克服了现有自复位材料极限弹性变形能力不足以及造价高等问题。

2、本实用新型通过滚珠丝杠、圆柱凸轮和从动杆将水平运动转化为回转运动后又将回转运动转化成往复直线运动，由此阻尼器始终发生允许范围内的有限往复位移，克服了阻尼器因位移或速度较小则难以发挥有效的耗能能力，位移或速度较大则需采用大吨位大行程阻尼器导致造价较高等不足，同时，旋转的圆柱凸轮其质量也得以放大，且在初始参数(圆柱凸轮的半径和滚珠丝杠的螺距等)确定时，其放大后的质量保持常数，则通过调整组合碟簧的刚度，可以使该阻尼器的振动频率等于结构自振频率，从而发生共振，通过圆柱凸轮旋转产生的惯性力反作用于主体结构阻碍结构的振动；因此，通过设置较小的质量块(圆柱凸轮)，实现了调频减震所需的较大质量。本实用新型可以通过调整圆柱凸轮表面的曲线凹槽的长度和限位钢板与侧板和固定板之间的距离，从而改变从动杆的往复运动轨道路径的长短，即可控制从动杆往复运动的位移大小，来调整位移放大的比值，达到设计要求。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器的轴侧图；

图2示出了图1的主视图；

图3示出了根据本实用新型中的滚珠丝杠向右运动时的示意图；

图4示出了根据本实用新型中的滚珠丝杠向左运动时的示意图；

图5示出了根据本实用新型中的圆柱凸轮的结构示意图；

图6示出了根据本实用新型中的顶板的结构示意图；

图中，1为机架；2为滚珠丝杠；3为限位钢板；4为上限位挡板；5为下限位挡板；6为碟簧挡板；7为组合碟簧；8为滚珠螺母；9为圆柱凸轮；10为从动杆；11为阻尼器；12为曲线凹槽；13为底板；14为限位槽板；15为侧板；16为凸起块；17为直线缺口；18为推力轴承；19为顶板；20为滑槽轨道；21为加强板；22为安装孔；23为连接扣；24为固定板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

为叙述方便，现对下文所说的方位说明如下：下文所说的上下左右方向与图2本身的上下左右方向一致。

如图1-图4所示的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，包括机架1、滚珠丝杠2、限位钢板3、上限位挡板4、下限位挡板5、阻尼机构和自复位机构；所述滚珠丝杠2沿水平方向贯穿机架1，所述阻尼机构的至少部分套装于滚珠丝杠2，所述滚珠丝杠2的滚珠螺母8与阻尼机构连接；所述阻尼机构的两侧均间隔设置两张上限位挡板4和两张下限位挡板5，位于同侧的上限位挡板4和下限位挡板5上下相对设置，且相对应的上限位挡板4与下限位挡板5之间具有间隔，所述自复位机构包括均套装在滚珠丝杠2上的碟簧挡板6和组合碟簧7；所述碟簧挡板6固定安装于经预压后的组合碟簧7的两侧，所述碟簧挡板6的上下两端分别与对应的上限位挡板4和下限位挡板5接触，所述限位钢板3固定安装于滚珠丝杠2，并与碟簧挡板6远离组合碟簧7的一侧面接触，所述滚珠螺母8和机架1沿滚珠丝杠2的轴向相对固定。

其中，滚珠丝杠2贯穿机架1，但不与机架1接触，滚珠丝杠2与建筑结构连接，当建筑结构受地震或风振影响，产生晃动时，滚珠丝杠2沿水平方向直线往复移动，滚珠丝杠2和机架1均不跟随滚珠丝杠水平移动。限位钢板3间隔安装在滚珠丝杠2上，且随滚珠丝杠2水平往复移动，限位钢板3的数量与碟簧挡板6的数量相同。位于同侧的两张上限位挡板4之间、两张下限位挡板5之间具有距离相等的横向间隔，上下相对的上限位挡板4与下限位挡板5之间具有纵向间隔。组合碟簧7经预压处理，满足所需的恢复力要求。预压后的组合碟簧7以及两张碟簧挡板6的厚度与横向间隔相匹配，纵向间隔的高度小于碟簧挡板6的高度，从而将预压后的组合碟簧7和碟簧挡板6限制在横向间隔中，纵向间隔的高度大于限位钢板3的高度，经此设置后，当震动能量大于组合碟簧的预压力时，限位钢板3随着滚珠丝杠2进入横向间隔中挤压组合碟簧7，从而使组合弹簧7能够提供恢复力，实现本阻尼器的自复位功能。

如图1和图5所示，所述阻尼机构包括圆柱凸轮9、从动杆10和阻尼器11；所述圆柱凸轮9套装于滚珠丝杠2，并与滚珠螺母8固定连接，所述圆柱凸轮9开有沿其周向分布的曲线凹槽12，所述从动杆10沿竖直方向设置，所述从动杆10延伸至圆柱凸轮9的曲线凹槽12中，所述阻尼器11沿水平方向设置，所述阻尼器11的一端与机架1连接，所述阻尼器11的另一端与从动杆10连接。圆柱凸轮9具有中心通孔，滚珠丝杠2通过该中心通孔穿过圆柱凸轮9，该中心通孔的直径大于滚珠丝杠2的直径，滚珠丝杠2与圆柱凸轮9没有接触。当滚珠丝杠2沿水平方向直线往复运动时，圆柱凸轮9跟随滚珠螺母8旋转，圆柱凸轮9上设置曲线凹槽12，在曲线凹槽12的限制下，从动杆10直线往复运动，从而通过阻尼器11耗能。通过设置开有曲线凹槽12的圆柱凸轮9可放大位移和速度，使阻尼器11充分发挥作用。阻尼器11为液压阻尼器。通过圆柱凸轮9的旋转提供质量放大效应，从而可以实现通过设置较小的质量块实现调频减震所需的较大质量。

所述机架1包括底板13、限位槽板14、固定板24和侧板15；两张所述侧板15相对设置在底板13上，所述限位槽板14连接两张侧板15，两张固定板24相对设置于两张侧板15之间，所述固定板24的顶端和底端分别与限位槽板14和底板13连接，所述固定板24与相邻侧板15之间均设置有两张上限位挡板4和两张下限位挡板5，两张上限位挡板4间隔设置在限位槽板14上，两张下限位挡板5间隔设置在底板13上，所述滚珠丝杠2沿水平方向贯穿两张侧板15、两张固定板24以及上限位挡板4和下限位挡板5之间的间隔，所述滚珠螺母8位于两张固定板24之间，所述圆柱凸轮9位于两张固定板24之间，并与滚珠螺母8固定连接，两张固定板24用于限制滚珠螺母8水平移动，所述限位槽板14的上端面设置有向上延伸的凸起块16，所述阻尼器11的一端与凸起块16连接，所述阻尼器11的另一端与从动杆10连接，所述限位槽板14开有直线缺口17，所述从动杆10的底端穿过直线缺口17后延伸至圆柱凸轮9的曲线凹槽12中。直线缺口17用于限制从动杆10，使其不能转动，只能在圆柱凸轮9的带动下做直线往复运动。侧板15和固定板24均具有大于滚珠丝杠2的中心通孔，滚珠丝杠2沿中心通孔穿过，不接触侧板15和固定板24。

所述阻尼器11的数量为两个，两个所述阻尼器11沿从动杆10对称分布，两个阻尼器11的一端分别与两个凸起块16连接，两个阻尼器11的另一端与从动杆10连接。阻尼器11的一端通过连接扣23连接在凸起块16上，阻尼器11的另一端通过连接扣23连接在从动杆10上，连接扣23是现有技术，用于将两个部件连接在一起，使得两个部件可以相对转动或者相对固定。通过设置两个阻尼器，使丝杠往复移动的过程中，阻尼器同步耗能，提高减震效果。

还包括两个推力轴承18，所述滚珠螺母8的数量为两个，所述圆柱凸轮9的两端分别与两个滚珠螺母8连接，所述固定板24的中心通孔均安装有推力轴承18，所述推力轴承18与靠近的滚珠螺母8连接。滚珠丝杠2沿推力轴承18的中心通过穿过固定板24，滚珠丝杠2与固定板24、圆柱凸轮9均不接触，通过此设置保证机架1和滚珠螺母8在滚珠丝杠2的轴线方向上是相对固定的。

如图6所示，所述机架1还包括顶板19，所述顶板19的两端分别连接两块凸起块16上，所述顶板19的下表面设置有滑槽轨道20，所述从动杆10的顶端位于滑槽轨道20中。通过设置滑槽轨道20提高从动杆10的稳定性。

所述机架1还包括加强板21，所述加强板21的一端安装于侧板15远离组合碟簧7的一侧，所述加强板21的另一端安装于底板13。通过设置加强板21提高本阻尼器的稳定性。

所述底板13开有用于与建筑结构连接的安装孔22。底板13通过螺栓与建筑结构连接。

本阻尼器的工作原理：滚珠丝杠2与建筑结构相连，当地震或风振发生时，滚珠丝杠2所受的轴向力大于组合碟簧7的预压力时，滚珠丝杠2在水平方向往复运动，由于推力轴承18顶着滚珠螺母8，使得滚珠螺母8不能水平移动，只能旋转，滚珠螺母8带动圆柱凸轮9转动，使从动杆10作水平方向的往复直线运动，从而使得阻尼器11在水平方向上产生位移，从而阻尼器11耗能。同时，旋转的圆柱凸轮9其质量也得以放大，且在初始参数(圆柱凸轮的半径和滚珠丝杠的螺距等)确定时，其放大后的质量保持常数，则通过调整组合碟簧7的刚度，可以使该阻尼器11的振动频率等于结构自振频率，从而发生共振，进而通过圆柱凸轮9旋转产生的惯性力反作用于建筑结构阻碍结构的振动。当建筑结构停止振动后，受压的组合碟簧7提供恢复力，推动碟簧挡板6移动，碟簧挡板6则反向推动限位钢板3，带动滚珠丝杠2复位，使建筑结构层间变形自复位到原状。

上述具体实施方式为本实用新型的优选实施例，并不能对本实用新型进行限定，其他的任何未背离本实用新型的技术方案而所做的改变或其它等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：包括机架、滚珠丝杠、限位钢板、上限位挡板、下限位挡板、阻尼机构和自复位机构；所述滚珠丝杠沿水平方向贯穿机架，所述阻尼机构的至少部分套装于滚珠丝杠，所述滚珠丝杠的滚珠螺母与阻尼机构连接；所述阻尼机构的两侧均间隔设置两张上限位挡板和两张下限位挡板，位于同侧的上限位挡板和下限位挡板上下相对设置，且相对应的上限位挡板与下限位挡板之间具有间隔，所述自复位机构包括均套装在滚珠丝杠上的碟簧挡板和组合碟簧；所述碟簧挡板固定安装于经预压后的组合碟簧的两侧，所述碟簧挡板的上下两端分别与对应的上限位挡板和下限位挡板接触，所述限位钢板固定安装于滚珠丝杠，并与碟簧挡板远离组合碟簧的一侧面接触，所述滚珠螺母和机架沿滚珠丝杠的轴向相对固定。

2.根据权利要求1所述的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：所述阻尼机构包括圆柱凸轮、从动杆和阻尼器；所述圆柱凸轮套装于滚珠丝杠，并与滚珠螺母固定连接，所述圆柱凸轮开有沿其周向分布的曲线凹槽，所述从动杆沿竖直方向设置，所述从动杆延伸至圆柱凸轮的曲线凹槽中，所述阻尼器沿水平方向设置，所述阻尼器的一端与机架连接，所述阻尼器的另一端与从动杆连接。

3.根据权利要求2所述的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：所述机架包括底板、限位槽板、固定板和侧板；两张所述侧板相对设置在底板上，所述限位槽板连接两张侧板，两张固定板相对设置于两张侧板之间，所述固定板的顶端和底端分别与限位槽板和底板连接，所述固定板与相邻侧板之间均设置有两张上限位挡板和两张下限位挡板，两张上限位挡板间隔设置在限位槽板上，两张下限位挡板间隔设置在底板上，所述滚珠丝杠沿水平方向贯穿两张侧板、两张固定板以及上限位挡板和下限位挡板之间的间隔，所述滚珠螺母位于两张固定板之间，所述圆柱凸轮位于两张固定板之间，并与滚珠螺母固定连接，两张固定板用于限制滚珠螺母水平移动，所述限位槽板的上端面设置有向上延伸的凸起块，所述阻尼器的一端与凸起块连接，所述阻尼器的另一端与从动杆连接，所述限位槽板开有直线缺口，所述从动杆的底端穿过直线缺口后延伸至圆柱凸轮的曲线凹槽中。

4.根据权利要求2所述的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：所述阻尼器的数量为两个，两个所述阻尼器沿从动杆对称分布，两个阻尼器的一端分别与机架连接，两个阻尼器的另一端与从动杆连接。

5.根据权利要求3所述的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：还包括两个推力轴承，所述滚珠螺母的数量为两个，所述圆柱凸轮的两端分别与两个滚珠螺母连接，所述固定板的中心通孔均安装有推力轴承，所述推力轴承与靠近的滚珠螺母连接。

6.根据权利要求3所述的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：所述机架还包括顶板，所述顶板的两端分别连接两块凸起块上，所述顶板的下表面设置有滑槽轨道，所述从动杆的顶端位于滑槽轨道中。

7.根据权利要求3所述的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：所述机架还包括加强板，所述加强板的一端安装于侧板远离组合碟簧的一侧，所述加强板的另一端安装于底板。

8.根据权利要求3所述的具有自复位功能的调频放大质量阻尼器，其特征在于：所述底板开有用于与建筑结构连接的安装孔。

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