CN213929247U

CN213929247U - 一种装配式铅环剪切型耗能阻尼装置

Info

Publication number: CN213929247U
Application number: CN202021849145.6U
Authority: CN
Inventors: 曹枚根
Original assignee: Beijing Jingneng Power Technology Co ltd
Current assignee: Beijing Jingneng Power Technology Co ltd
Priority date: 2020-08-28
Filing date: 2020-08-28
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2030-08-28

Abstract

本实用新型公开了一种装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，包括主轴，在主轴的表面上设置有环形凹槽，铅环穿套在主轴的凹槽中；外套筒外型成台阶状，包括一级台阶部和二级台阶部，一级台阶部的直径大于二级台阶部的直径，一级台阶部套设在铅环的表面上，二级台阶部套设在主轴的表面上，在一级台阶部的表面上设置有外螺纹；外套筒端盖设置有内螺纹，以和一级台阶部的外螺纹相咬合配紧。外套筒端盖、外套筒的内环面和主轴外环面之间形成环形剪切面，主轴与外套筒之间在拉压荷载作用下形成相对位移，使得铅环发生剪切变形，发挥耗能减震作用，并可以拆开，检查铅环的形状，及时更换，确保阻尼装置的耗能减震性能与设计时保持一致，提高设备抗震可靠性。

Description

一种装配式铅环剪切型耗能阻尼装置

技术领域

本实用新型涉及减震设备，具体涉及一种装配式铅环剪切型耗能阻尼装置。

背景技术

随着电压等级的提高，各类高压电气设备的外型尺寸越来越大，在地震和风作用下设备根部承受的弯矩荷载越来越大。采用传统的支架顶部固定螺栓的连接方式，虽然螺栓本身有足够的强度，但往往设备的加速度响应很大，会导致电气设备的柱体(套管)产生较大的应力，或者导致设备顶部产生较大的位移响应。

纯铅和铅合金具有低刚度，面芯立方体结构特征，在力学上具有较高的柔性及延展性，具有高效的吸能，变形跟踪、低温重结晶功能，是唯一的室温塑性变形零疲劳金属，是一类天然吸声、减震、降噪材料，广泛用于设备与结构的隔震减震领域。

专利文献CN 101985967 B(一种用于电气设备的阻尼装置)设计了一种铅合金阻尼装置，但该发明专利所述的阻尼装置中的铅环是通过外筒开孔将流态的铅液灌注到装置的内、外筒之间的空隙中，加工中工装复杂，铅液冷切固化后由于与不锈钢套筒的线膨胀系数相差较大，容易导致铅块收缩，尺寸往往与设计尺寸不符；二是灌注铅液时还容易导致铅液从内外套筒之间泄漏，冷切后使得内外筒粘接在一起，无法运动从而导致减震器无法发挥正常工作；三是该发明所述阻尼装置的铅块在经历地震后破坏后，阻尼装置因为是由铅液浇灌连城一体的，因无法拆卸只能报废，造成地震灾后无法重复利用和快速恢复。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，以提高阻尼装置的设计效果，并确保阻尼装置拆卸方便和多次重复使用，可广泛用于电气设备和类似设备的柔性连接，发挥耗能减震的效果。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，包括主轴、铅环、外套筒以及外套筒端盖；在所述主轴的表面上设置有环形凹槽，铅环穿套在主轴的凹槽中；所述外套筒外型成台阶状，包括一级台阶部和二级台阶部，一级台阶部的直径大于二级台阶部的直径，一级台阶部套设在铅环的表面上，二级台阶部套设在主轴的表面上，在一级台阶部的表面上设置有外螺纹；所述外套筒端盖设置有内螺纹，以和一级台阶部的外螺纹相咬合配紧。

进一步地，所述主轴远离外套筒端盖那一端的轴心设置成内螺纹。

进一步地，在所述二级台阶部的表面上设置有外螺纹。

进一步地，所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置还包括轴端盖，主轴靠近外套筒端盖那一端的表面上设置有外螺纹，轴端盖设置有内螺纹，以和主轴通过内外螺纹咬合连接，并使得轴端盖与外套筒端盖之间保持若干的距离。

进一步地，所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置还包括挡圈，所述挡圈设置在外套筒端盖和外套筒之间。

进一步地，所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置还包括紧盯螺杆，所述紧盯螺杆贯穿在轴端盖和主轴上。

进一步地，所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置还包括紧盯螺杆，所述紧盯螺杆贯穿在外套筒端盖和主轴上。

进一步地，所述紧盯螺杆在外套筒端盖上按照90°分别设置4根。

进一步地，所述轴端盖与外套筒端盖之间保持5-12mm的距离。

本实用新型与现有技术相比，其有益效果在于：

本实用新型提供的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置由于外套筒端盖、外套筒的内环面和主轴外环面之间形成环形剪切面，主轴与外套筒之间在拉压荷载作用下形成相对位移，使得铅环发生剪切变形，发挥耗能减震作用；同时，由于铅环是穿套在主轴的凹槽中，可根据凹槽的尺寸预先加工出来，可避免铅环实际尺寸与设计尺寸不符；避免铅液从内外套筒之间泄漏，冷切后使得内外筒粘接在一起，无法运动从而导致减震器无法发挥正常工作；此外，由于外套筒和外套筒端盖之间是通过螺纹的方式咬合配紧的，可以现场拆开，检查铅环的形状，及时更换，确保阻尼装置的耗能减震性能与设计时保持一致，提高设备抗震可靠性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置的整体结构示意图；

图2为图1中A-A处的剖面图；

图3为图1中J-J处的剖面图；

图4为图2中B-B处的剖面图；

图5为330kV交流氧化锌避雷器的外形结构示意图；

图6为图5中A处的放大示意图。

图中：1、主轴；2、铅环；3、外套筒；4、外套筒端盖；5、螺母；6、轴端盖；7、挡圈；11、内螺纹；31、一级台阶部；32、二级台阶部。

具体实施方式

实施例：

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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、信号连接；可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接连接，可以说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的具体含义。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

参阅图1-4所示，本实施例提供的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置主要包括主轴1、铅环 2、外套筒3以及外套筒端盖4。

其中，在该主轴1的表面上设置有环形凹槽，铅环2穿套在主轴1的凹槽中，也就是说，铅环2是可拆卸装配在凹槽中的，铅环2由厂家根据设计尺寸预制而成，铅环尺寸由设备的弯矩转换成拉压荷载确定，铅环2主要承受主轴1和外套筒3两者因相对变形形成的剪切荷载，主要力学性能参数有剪切屈服力、屈服位移、屈服前刚度、屈服后刚度、滞回曲线等。而该外套筒3外型则成台阶状，包括一级台阶部31和二级台阶部32，一级台阶部31的直径大于二级台阶部32的直径，一级台阶部31套设在铅环2的表面上，二级台阶部32套设在主轴1的表面上，在一级台阶部31的表面上设置有外螺纹；该外套筒端盖4则设置有内螺纹，以和一级台阶部31的外螺纹相咬合配紧，如此，外套筒端盖4、外套筒3的内环面和主轴1 外环面之间形成环形剪切面，主轴1与外套筒3之间在拉压荷载作用下形成相对位移，使得铅环2发生剪切变形，发挥耗能减震作用；同时，由于铅环2是穿套在主轴1的凹槽中，可根据凹槽的尺寸预先加工出来，可避免铅环2实际尺寸与设计尺寸不符；避免铅液从内外套筒之间泄漏，冷切后使得内外套筒3粘接在一起，无法运动从而导致减震器无法发挥正常工作；此外，由于外套筒3和外套筒端盖4之间是通过螺纹的方式咬合配紧的，可以现场拆开，检查铅环2的形状，及时更换，确保阻尼装置的耗能减震性能与设计时保持一致，提高设备抗震可靠性。

作为本实施例的一种优选，该主轴1远离外套筒端盖那一端的轴心设置成内螺纹11，以和避雷器设备之间采用螺栓连接，内螺纹11长度可设置成45-70mm不等，螺纹直径尺寸可由设备底板开孔直径确定，可以设计为M16、M18……至M36等螺纹。

作为本实施例的另一种优选，在该二级台阶部32的表面上设置有外螺纹，以将外套筒3 安装在避雷器设备支架顶板预设的通孔上，由配带的两个螺母5上、下紧固在支架顶板上，便于安装使用。

作为本实施例的再一种优选，上述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置还包括轴端盖6，主轴1靠近外套筒端盖4那一端的表面上设置有外螺纹，轴端盖6设置有内螺纹，以和主轴 1通过内外螺纹咬合连接，以和主轴形成封盖，以进一步保证铅环套到主轴的凹槽中，形成剪切面；并使得轴端盖6与外套筒端盖4之间保持5-12mm的距离，如此，可以确保铅环2能发生剪切变形，当变形过大时，比如超过变形设计值，轴端盖6会卡死，可以确保设备不会因为铅环2剪切破坏导致变形过大，出现设备的倒塌。

作为本实施例的又再一种优选，上述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置还包括挡圈7，该挡圈7设置在外套筒端盖4和外套筒3之间的相对间隙中，以提高铅环2厚度t的设计灵活性，并使得外套筒端盖4和外套筒3之间的有更好地咬合作用。

可选地，上述装配式铅环剪切型耗能阻尼装置还包括紧盯螺杆，该紧盯螺杆贯穿在轴端盖6和主轴1上，以防止轴端盖6和主轴1之间螺纹连接在设备运行过程中松动。同样，同样，为了防止外套筒端盖4和外套筒3螺纹连接在设备运行过程中松动，在外套筒端盖上按照90°分别设置4根紧盯螺杆，贯穿在外套筒端盖5和主轴1上。

下面结合一个应用实例，来对本实施例提供装配式铅环剪切型耗能阻尼装置进行进一步的说明。

图5为一330kV交流氧化锌避雷器的外形尺寸及设备底板尺寸，设备瓷柱采用瓷套管，设备总高：4105±20mm，重心高2000mm，重量680kg，受风面积2m²，端子受力1.47kN。图6为避雷器支架顶部减震设计，采用了本实施例提供的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置(图中虚线圈起部分)。

从表1可知，避雷器采用本阻尼装置后避雷器瓷柱根部的应变响应降低将大于50％以上，具有很好地减震效果，装配式铅环剪切型耗能阻尼装置发挥了良好的减震作用。

表1避雷器抗震及减震安装下瓷柱根部的应变响应对比

综上，本实用新型不仅可以很好地发挥阻尼装置的耗能减震作用，有效降低高压电气设备在地震、风荷载作用下设备顶部的加速度、位移响应和设备根部的应力、应变响应。

阻尼装置采用装配式的工艺，可避免铅环实际尺寸与设计尺寸不符；避免铅液从内外套筒之间泄漏，冷切后使得内外筒粘接在一起，无法运动从而导致减震器无法发挥正常工作；此外，阻尼装置可以在现场拆装，对阻尼装置的铅块在经历地震后破坏和长期运行后，可以现场拆开，检查铅环的形状，及时更换，确保阻尼装置的耗能减震性能与设计时保持一致，提高设备抗震可靠性。

上述实施例只是为了说明本实用新型的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡是根据本实用新型内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，包括主轴、铅环、外套筒以及外套筒端盖；在所述主轴的表面上设置有环形凹槽，铅环穿套在主轴的凹槽中；所述外套筒外型成台阶状，包括一级台阶部和二级台阶部，一级台阶部的直径大于二级台阶部的直径，一级台阶部套设在铅环的表面上，二级台阶部套设在主轴的表面上，在一级台阶部的表面上设置有外螺纹；所述外套筒端盖设置有内螺纹，以和一级台阶部的外螺纹相咬合配紧。

2.如权利要求1所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，所述主轴远离外套筒端盖那一端的轴心设置成内螺纹。

3.如权利要求1所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，在所述二级台阶部的表面上设置有外螺纹。

4.如权利要求1-3任一所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，还包括轴端盖，主轴靠近外套筒端盖那一端的表面上设置有外螺纹，轴端盖设置有内螺纹，以和主轴通过内外螺纹咬合连接，并使得轴端盖与外套筒端盖之间保持若干的距离。

5.如权利要求1-3任一所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，还包括挡圈，所述挡圈设置在外套筒端盖和外套筒之间。

6.如权利要求1-3任一所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，还包括紧盯螺杆，所述紧盯螺杆贯穿在轴端盖和主轴上。

7.如权利要求1-3任一所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，还包括紧盯螺杆，所述紧盯螺杆贯穿在外套筒端盖和主轴上。

8.如权利要求7所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，所述紧盯螺杆在外套筒端盖上按照90°分别设置4根。

9.如权利要求4所述的装配式铅环剪切型耗能阻尼装置，其特征在于，所述轴端盖与外套筒端盖之间保持5-12mm的距离。