CN216075691U - 一种复合型阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及桥梁建筑抗震技术领域，旨在解决由于建筑结构面临的地震作用的强度不能准确预测，传统的摩擦阻尼器存在强震和弱震不能兼顾的问题，提供一种复合型阻尼器，包括左耳板和右耳板，所述左耳板与副缸相连接，所述右耳板与主缸相连接，所述副缸和所述主缸外套设有外筒，所述主缸与所述外筒之间设有剪切耗能组件，所述主缸内部设有摩擦耗能组件；本实用新型的有益效果是：将剪切耗能与摩擦耗能的方式相结合，使得大量的机械能可以转化为热能并消散，从而使得该结构具有良好消能减震能力，且满足强震和弱震时的减震要求，而且结构简单，易于制造，布置灵活，安装简便，作业效率高和维护费用较少。

Description

一种复合型阻尼器

技术领域

本实用新型涉及桥梁建筑抗震技术领域，具体而言，涉及一种复合型阻尼器。

背景技术

随着我国城镇化进程的加快，城市规模扩大，城市建筑结构更加复杂，在抗震设计中，不仅要考虑保证人民的生命安全，还要考虑控制建筑结构和设备损坏而引起的经济损失，传统结构的抗震方法是通过增强结构本身的抗震性能来被动地抵御地震作用，由于地震的随机性，人们无法准确估计未来地震作用的强度和特性。

在建筑结构的抗震和抗风设计中，如果按照强震作用下的情况设计摩擦阻尼器，则该阻尼器在弱震作用下根本不会滑动，摩擦阻尼器不能消除能量,而如果按弱震情况确定滑动摩擦力，则该阻尼器在强震作用下将因为出力吨位过小而达不到理想的减震效果。由于建筑结构面临的地震作用的强度是不能准确预测的，所以在建筑结构中采用此类摩擦阻尼器作为减震部件存在强震和弱震不能兼顾的问题。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种复合型阻尼器，以解决由于建筑结构面临的地震作用的强度是不能准确预测的，所以在建筑结构中采用传统摩擦阻尼器作为减震部件存在强震和弱震不能兼顾的问题。

本实用新型的实施例是这样实现的：

一种复合型阻尼器，包括左耳板和右耳板，所述左耳板与副缸相连接，所述右耳板与主缸相连接，所述副缸和所述主缸外套设有外筒，所述主缸与所述外筒之间设有剪切耗能组件，所述主缸内部设有摩擦耗能组件。

本实用新型从便于使结构实现可调阻尼力的角度出发提出了一种复合型阻尼器，将剪切耗能与摩擦耗能的方式相结合，使得大量的机械能可以转化为热能并消散，从而使得该结构具有良好消能减震能力，且满足强震和弱震时的减震要求。

具体的，在地震作用下，横桥向地震水平拉力通过结构传递至右耳板时，使得主缸在外力的作用下相对于副缸向左或向右运动，均会引起主缸内部的摩擦耗能组件发挥作用，通过改变摩擦耗能组件与主缸之间的滑动摩擦力，从而将地震能量转化为摩擦产生的热能消散，实现减震耗能；同时也会造成所述剪切耗能组件发生剪切变形，从而将地震能量转化为剪切耗能组件的热能，实现减震耗能。

由此可见，采用本实用新型所述的将剪切耗能与摩擦耗能相结合的方式，能够有效地消耗地震能量，且由于摩擦耗能组件与主缸之间的压力可以很容易地改变，从而改变二者之间的滑动摩擦力，将机械能转化为热能，同时利用剪切耗能组件发生剪切变形耗能，因此该结构在不同强度地震作用下均有较好的减震效果，而且结构简单，易于制造，布置灵活，安装简便，作业效率高和维护费用较少。

作为选择：

所述左耳板与所述副缸通过螺纹副连接为一体，所述右耳板与所述主缸通过螺纹副连接为一体，所述外筒与所述副缸通过螺纹副连接为一体。

作为选择：

所述摩擦耗能组件包括摩擦拉杆、内楔形块和外楔形块，所述摩擦拉杆与所述左耳板相连接，所述内楔形块套在所述摩擦拉杆上，所述外楔形块套在所述内楔形块上，所述外楔形块与所述主缸内壁相抵接。

作为选择：

所述内楔形块包括两个相对设置的内楔形块单元，二者之间存在间隙。

内楔形块可以挤压外楔形块，改变外楔形块与主缸内壁之间的正压力，以自动调节滑动摩擦力大小，从而得到不同的阻尼力，可同时满足结构强震和弱震时的减震要求。

作为选择：

所述外楔形块包括多个合围设置的外楔形块单元，相邻两个外楔形块单元之间存在间隙，且该间隙可以通过所述内楔形块来改变。

具体的，当两个相对设置的内楔形块单元之间的间隙间隙减小，将撑开外楔形块，相邻两个外楔形块单元之间间隙增大，外楔形块与主缸之间的正压力增大，当受到横桥向的地震作用时，外楔形块与主缸发生相对运动，二者之间产生滑动摩擦力，地震能量转化为摩擦的热能。

作为选择：

所述摩擦拉杆与所述左耳板螺纹连接。

作为选择：

所述摩擦拉杆的端部设有挡块，用于限位所述内楔形块。

避免所述内楔形块从所述摩擦拉杆上滑落。

作为选择：

所述挡块与所述内楔形块之间设有弹性构件。

用于尽量保证预紧力的衰减度减小。

作为选择：

所述弹性构件为弹簧。

作为选择：

所述摩擦拉杆为螺栓杆，包括杆部和头部，杆部上有螺纹，所述挡块为所述摩擦拉杆的头部，所述内楔形块位于调节螺母二与摩擦拉杆的头部之间。

作为选择：

所述左耳板设有调节螺母一，所述摩擦拉杆上设有调节螺母二，所述调节螺母一和所述调节螺母二是齿轮传动副，通过调节齿轮传动副来挤压所述内楔形块和所述外楔形块。

通过调节齿轮传动副来挤压摩擦单元(内楔形块和外楔形块)，通过改变摩擦单元与主缸内壁之间的正压力，以自动调节滑动摩擦力大小，从而得到不同的阻尼力，可同时满足结构强震和弱震时的减震要求。

作为选择：

所述齿轮传动副可替换为蜗杆涡轮等形式。

作为选择：

所述剪切耗能组件包括铅芯，所述铅芯镶嵌在所述主缸与所述外筒的间隙环槽中。

当受到横桥向的地震作用时，所述右耳板带动所述主缸滑动，所述主缸与所述外筒发生相对运动，铅芯发生剪切变形，外力产生的能量转化成铅芯的热能,从而实现减震耗能。

作为选择：

所述铅芯的端部设有端盖，所述外筒与所述端盖螺纹连接。

防止铅溢出污染环境。

作为选择：

所述副缸和所述端盖上均设置有铅芯收集槽。

收集磨损的铅芯，防止铅溢出污染环境。

作为选择：

所述副缸和所述端盖上均设有密封槽，所述密封槽内装配有密封圈。

用于密封，防止铅溢出污染环境。

作为选择：

所述密封圈为金属密封圈。

金属密封圈密封性能好。

作为选择：

所述密封圈为橡胶密封圈。

橡胶密封圈密封防水性能好。

作为选择：

所述主缸与所述副缸上设置有限位槽，起到限位作用。

作为选择：

所述左耳板与墩台固定连接，所述右耳板与桥梁梁体固定连接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

本实用新型从便于使结构实现可调阻尼力的角度出发提出了一种复合型阻尼器，将剪切耗能与摩擦耗能的方式相结合，使得大量的机械能可以转化为热能并消散，从而使得该结构具有良好消能减震能力，且满足强震和弱震时的减震要求。

具体的，在地震作用下，横桥向地震水平拉力通过结构传递至右耳板时，使得主缸在外力的作用下相对于副缸向左或向右运动，均会引起主缸内部的摩擦耗能组件发挥作用，通过改变摩擦耗能组件与主缸之间的滑动摩擦力，从而将地震能量转化为摩擦产生的热能消散，实现减震耗能；同时也会造成所述剪切耗能组件发生剪切变形，从而将地震能量转化为剪切耗能组件的热能，实现减震耗能。

由此可见，采用本实用新型所述的将剪切耗能与摩擦耗能相结合的方式，能够有效地消耗地震能量，且由于摩擦耗能组件与主缸之间的压力可以很容易地改变，从而改变二者之间的滑动摩擦力，将机械能转化为热能，同时利用剪切耗能组件发生剪切变形耗能，因此该结构在不同强度地震作用下均有较好的减震效果，而且结构简单，易于制造，布置灵活，安装简便，作业效率高和维护费用较少。

附图说明

图1为实施例1所述的复合型阻尼器的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图3为图1中B-B方向的剖面图。

图4为图3中C-C方向的剖面图。

图5为实施例2所述的复合型阻尼器的结构示意图。

图标：1-左耳板；2-调节螺母一；3-调节螺母二；4-副缸；5-摩擦拉杆；6-外筒；7-内楔形块；8-外楔形块；9-铅芯；10-端盖；11-密封圈；12-主缸；13-右耳板；14-挡块；15-弹簧。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参见图1-图4，本实施例提出一种复合型阻尼器，包括左耳板1和右耳板13，所述左耳板1通过锚固组件与墩台固定连接，所述右耳板13通过锚固组件与桥梁梁体固定连接。

所述左耳板1与副缸4通过螺纹副连接为一体，所述右耳板13与主缸12通过螺纹副连接为一体，所述副缸4和所述主缸12外套设有外筒6，所述外筒6与所述副缸4通过螺纹副连接为一体，所述主缸12与所述副缸4上设置有限位槽，起到限位作用。具体的，所述主缸12的一端伸入所述副缸4中，所述主缸12上设有限位槽，所述副缸4上设有相适配的凸起，所述主缸12的端部设有凸起卡在所述副缸4的凹槽内，实现上述限位作用。

所述主缸12与所述外筒6之间设有剪切耗能组件，所述主缸12内部设有摩擦耗能组件。

所述摩擦耗能组件包括摩擦拉杆5、内楔形块7和外楔形块8，所述摩擦拉杆5与所述左耳板1螺纹连接，并伸入所述副缸4和所述主缸12的内部，所述内楔形块7套在所述摩擦拉杆5上，并被所述摩擦拉杆5的端部的挡块14限位；所述外楔形块8套在所述内楔形块7上，所述外楔形块8与所述主缸12内壁相抵接。

所述摩擦拉杆5为螺栓杆，包括杆部和头部，杆部上有螺纹，所述挡块14为所述摩擦拉杆5的头部，所述内楔形块7卡在调节螺母二3与摩擦拉杆5的头部之间。

所述内楔形块7包括两个相对设置的内楔形块单元，二者之间存在间隙。所述外楔形块8包括多个合围设置的外楔形块单元，相邻两个外楔形块单元之间存在间隙，且该间隙可以通过所述内楔形块7来改变。内楔形块7可以挤压外楔形块8，改变外楔形块8与主缸12内壁之间的正压力，以自动调节滑动摩擦力大小，从而得到不同的阻尼力，可同时满足结构强震和弱震时的减震要求。

所述左耳板1设有调节螺母一2，所述摩擦拉杆5上设有调节螺母二3，所述调节螺母一2和所述调节螺母二3的轴线方向与所述摩擦拉杆5的轴线方向一致，所述调节螺母一2和所述调节螺母二3相适配，所述调节螺母一2和所述调节螺母二3是齿轮传动副，通过调节齿轮传动副来挤压所述内楔形块7和所述外楔形块8。

所述剪切耗能组件包括铅芯9，所述铅芯9镶嵌在所述主缸12与所述外筒6的间隙环槽中，所述铅芯9为中空环状结构的铅环。

所述外筒6与所述主缸12之间设有端盖10，所述外筒6与所述端盖10螺纹连接。

所述副缸4和所述端盖10上均设置有铅芯收集槽，所述副缸4和所述端盖10上均设有密封槽，所述密封槽内装配有密封圈11，所述密封圈11为金属密封圈。利用所述副缸4、所述端盖10及金属密封圈将铅芯9密封在主缸12和外筒6间隙环槽中，同时副缸4和端盖10上设置有铅芯收集槽，防止铅溢出污染环境。具体的，副缸4和端盖10上均设置了1个铅芯收集槽，2个密封槽。

在地震情况下，横桥向地震水平推力通过结构传递至右耳板13时，使得主缸12在外力的作用下相对于副缸4向左运动，使得摩擦单元(内楔形块7、外楔形块8)与主缸12内壁之间的摩擦阻力增大，从而实现减震耗能，同时带动外筒6与主缸12之间的铅芯9产生剪切变形，外力产生的能量转化成铅芯9的热能，进一步减震耗能。

在地震情况下，横桥向地震水平拉力通过结构传递至右耳板13时，使得主缸12在外力的作用下相对于副缸4向右运动，使得摩擦单元(内楔形块7、外楔形块8)与主缸12内壁之间的摩擦阻力增大，从而实现减震耗能，同时带动外筒6与主缸12之间的铅芯9产生剪切变形，外力产生的能量转化成铅芯9的热能，进一步减震耗能。

实施例2

本实施例与实施例1的区别在于，参见图5，所述挡块14与所述内楔形块7之间设有弹簧15，用于尽量保证预紧力的衰减度减小。

实施例3

本实施例与实施例1的区别在于，所述调节螺母一2和所述调节螺母二3之间的齿轮传动副替换为蜗杆涡轮等形式。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种复合型阻尼器，其特征在于：

包括左耳板(1)和右耳板(13)，所述左耳板(1)与副缸(4)相连接，所述右耳板(13)与主缸(12)相连接，所述副缸(4)和所述主缸(12)外套设有外筒(6)，所述主缸(12)与所述外筒(6)之间设有剪切耗能组件，所述主缸(12)内部设有摩擦耗能组件；

所述摩擦耗能组件包括摩擦拉杆(5)、内楔形块(7)和外楔形块(8)，所述摩擦拉杆(5)与所述左耳板(1)相连接，所述内楔形块(7)套在所述摩擦拉杆(5)上，所述外楔形块(8)套在所述内楔形块(7)上，所述外楔形块(8)与所述主缸(12)内壁相抵接；

所述剪切耗能组件包括铅芯(9)，所述铅芯(9)镶嵌在所述主缸(12)与所述外筒(6)的间隙环槽中。

2.根据权利要求1所述的复合型阻尼器，其特征在于：

所述左耳板(1)与所述副缸(4)通过螺纹副连接为一体，所述右耳板(13)与所述主缸(12)通过螺纹副连接为一体，所述外筒(6)与所述副缸(4)通过螺纹副连接为一体。

3.根据权利要求1所述的复合型阻尼器，其特征在于：

所述摩擦拉杆(5)的端部设有挡块(14)，用于限位所述内楔形块(7)。

4.根据权利要求3所述的复合型阻尼器，其特征在于：

所述挡块(14)与所述内楔形块(7)之间设有弹性构件。

5.根据权利要求2所述的复合型阻尼器，其特征在于：

所述左耳板(1)设有调节螺母一(2)，所述摩擦拉杆(5)上设有调节螺母二(3)，所述调节螺母一(2)和所述调节螺母二(3)是齿轮传动副，通过调节齿轮传动副来挤压所述内楔形块(7)和所述外楔形块(8)。

6.根据权利要求1所述的复合型阻尼器，其特征在于：

所述铅芯(9)的端部设有端盖(10)，所述外筒(6)与所述端盖(10)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的复合型阻尼器，其特征在于：

所述副缸(4)和所述端盖(10)上均设置有铅芯收集槽。

8.根据权利要求7所述的复合型阻尼器，其特征在于：

所述副缸(4)和所述端盖(10)上均设有密封槽，所述密封槽内装配有密封圈(11)。

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