CN219010932U - 一种水平压簧调谐质量阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水平压簧调谐质量阻尼器，包括底座、导向轴杆、质量单元、阻尼单元、滚动单元、第一压簧及第二压簧。底座包括对称设于顶部的第一支撑挡板和第二支撑挡板，所述导向轴杆两端分别与第一支撑挡板和第二支撑挡板固定连接，质量单元滑动设于导向轴杆上，其底部设有滚动单元可在底座上滚动；第一压簧及第二压簧套设于导向轴杆上，且分别位于质量单元两侧；所述阻尼单元一端与第一支撑挡板连接，另一端设于质量单元连接，为TMD系统提供阻尼。本实用新型的调谐质量阻尼器，通过将质量单元调整为水平直线运动，在其底部设有滚动单元来减少运动时产生的摩擦阻尼，避免TMD结构过阻尼导致TMD无法振动，保证了结构的良好减振效果。

Description

一种水平压簧调谐质量阻尼器

技术领域

本实用新型的实施例属于结构减振技术领域，更具体地，涉及一种水平压簧调谐质量阻尼器。

背景技术

许多高大和悬垂结构很容易受到振动，这是由于结构物自身较低的固有频率与环境物的自然频率相近而发生共振。此时如不通过阻尼来抑制振动则可能会产生如下后果：(1)结构不能提供的正常的服务，如不能在结构上行走；(2)共振现象发生时可能会导致建筑物倒塌；(3)结构发生疲劳裂纹现象，最终可导致建筑物倒塌。

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)因其原理明确，构造简单，被广泛的应用于结构振动控制中，尤其适用于结构因风振引起的涡激振动控制。

水平压簧TMD系统中，质量块沿水平方向运动，为了保证水平压簧TMD的正常运行，必须解决以下问题：(1)一般的水平TMD需要在质量块运动的垂直方向上提供限位，避免在质量块出现其它方向的窜动，而一般的限位装置采用面接触的方式对质量块侧边进行限位，从而使得限位装置与质量块间摩擦力过大，影响质量块的运动；(2)为了降低TMD的振动周期，要求弹簧的刚度较小，使得弹簧长度过长，从而导致TMD运行时弹簧容易失稳。

发明内容

针对现有技术的限位装置影响质量块的运动且弹簧容易失稳等问题，本实用新型提供一种水平压簧调谐质量阻尼器以解决上述问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种水平压簧调谐质量阻尼器，包括底座，包括底板，以及对称固定于底板顶部两端的第一支撑挡板及第二支撑挡板；两端分别与所述第一支撑挡板及第二支撑挡板固定连接的导向轴杆；滑动设于所述导向轴杆上的质量单元，其底部转动设有滚动单元，所述滚动单元在底座顶部沿直线滚动；两端分别与第一支撑挡板和质量单元连接的阻尼单元；以及位于质量单元两侧且套设于所述导向轴杆上的第一压簧及第二压簧。

进一步地，所述质量单元包括固定质量块及设于固定质量块顶部的调节质量块。

进一步地，所述固定质量块顶部对称固定设有限位螺杆，其与调节质量块两侧对称设有限位槽的相适配，通过螺母将多个调节质量块固定于固定质量块顶部。

进一步地，所述固定质量块上沿水平横向贯穿设有滑动通孔，所述滑动通孔内固定设有直线轴承，其内径与导向轴杆外径相适配的，固定质量块通过直线轴承套设于导向轴杆上。

进一步地，所述滚动单元包括沿水平纵向贯穿设于所述质量单元上的车轴，内圈分别与所述车轴两端固定连接的轴承，与所述轴承外圈固定连接的滚轮，所述滚轮沿底板顶部滚动。

进一步地，所述第一压簧与第二压簧的内径与导向轴杆的外径相适配。

进一步地，所述导向轴杆上还设有油膜层。

进一步地，所述底板顶部还设有平滑层，其采用不锈钢板制成。

进一步地，所述阻尼单元包括阻尼器及阻尼器安装座。

进一步地，所述阻尼器安装座对称设于第一支撑挡板和质量单元一端；所述阻尼器为液压粘滞阻尼器，其两端与阻尼器安装座连接。

总体而言，通过本实用新型所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

(1)本实用新型的调谐质量阻尼器，通过导向轴杆配合直线轴承进行竖直方向的限位，避免质量单元沿水平运动时出现其它方向的窜动，并在两侧设有第一压簧及第二压簧行限位缓冲，同时提供在底部设有滚动单元来减少其运动时产生的摩擦阻尼，避免TMD结构过阻尼，保证了结构的良好减振效果。

(2)本实用新型的调谐质量阻尼器，通过将第一压簧与第二压簧套设与导向轴杆上，且两者的内径与导向轴杆的外径相适配，在沿导向轴杆进行伸缩滑动时，保证了弹簧的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例中一种水平压簧调谐质量阻尼器的结构示意图。

在所有附图中，同样的附图标记表示相同的技术特征，具体为：1-底座、11-底板、12-第一支撑挡板、13-第二支撑挡板、2-平滑层、3-导向轴杆、4-质量单元、41-固定质量块、411-限位螺杆、42-调节质量块、421-限位槽、5-阻尼单元、6-滚动单元、61-滚轮、62-车轴、63-轴承、7-第一压簧、8-第二压簧。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1所示，本实用新型提供一种水平压簧调谐质量阻尼器，包括底座1、导向轴杆3、质量单元4、阻尼单元5、滚动单元6、第一压簧7及第二压簧8。所述底座1包括对称设于顶部的第一支撑挡板12和第二支撑挡板13，所述导向轴杆3两端分别与第一支撑挡板12和第二支撑挡板13固定连接，所述质量单元4滑动设于导向轴杆3上，其底部设有滚动单元6可在底座1上滚动；所述第一压簧7及第二压簧8套设于导向轴杆3上，且分别位于质量单元4两侧；所述阻尼单元5一端与第一支撑挡板12连接，另一端设于质量单元4连接，为TMD系统提供阻尼。本实用新型的调谐质量阻尼器，通过将质量单元4滑动设于导向轴杆3限制了质量单元4其它方向的窜动，并在两侧设有第一压簧7及第二压簧8缓冲限位避免其振幅过大，同时通过在底部设有滚动单元6来减少其运动时产生的摩擦阻尼，避免TMD结构过阻尼，保证了结构的良好减振效果；所述第一压簧7及第二压簧8通过套设在导向轴杆3上，在伸展压缩时，提高了其稳定性，避免因长度过长导致失稳。

本实用新型实施例中，所述底座1包括底板1、第一支撑挡板12及第二支撑挡板13。所述第一支撑挡板12及第二支撑挡板13对称固定于底板1顶部两端。优选地，所述一支撑挡板12及第二支撑挡板13为L型结构，其底部通过螺栓固定于底板1顶部，可方便安装固定，以及后期维护时拆卸保养。

所述导向轴杆3两端分别与所述第一支撑挡板12及第二支撑挡板13固定连接，其设有1根及以上。优选地，所述导向轴杆3上还设有油膜层，其为润滑油涂抹在导向轴杆3表面形成，可用于对质量单元3、第一压簧7及第二压簧8导向时，减少摩擦力，有利于延长调谐质量阻尼器的使用寿命。

所述质量单元4包括固定质量块41及设于固定质量块41顶部的调节质量块42。所述固定质量块41上沿水平横向贯穿设有滑动通孔，所述滑动通孔内固定设有直线轴承，其内径与导向轴杆3外径相适配的，固定质量块41通过直线轴承套设于导向轴杆3上，使固定质量块41可沿导向轴杆3保持水平直线滑动。所述固定质量块41顶部对称固定设有限位螺杆411，可由于对调节质量块42进行限位。所述调节质量块42设有多组，其两侧对称设有限位槽421，其槽宽与限位螺杆411外径相适配，装配时，可将限位槽421对齐限位螺杆411，并采取螺母将调节质量块42固定于固定质量块41顶部；根据设计需要，可通过装载不同数量的调节质量块42，达到对质量单元4重量的调整，从而可对TMD系统的频率进行微调，满足了TMD系统设计参数的精确要求。

所述阻尼单元5包括阻尼器及阻尼器安装座。所述阻尼器安装座对称设于第一支撑挡板12和固定质量块41一端。所述阻尼器为液压粘滞阻尼器，其两端与阻尼器安装座连接，其压缩行程与结构振幅保持一致，为谐质量阻尼器提供阻尼。

所述滚动单元6对质量单元4进行支撑，并带动质量单元4在底板11上滚动，降低质量单元4与底板11之间的摩擦力，其包括滚轮61、车轴62及轴承63。所述车轴62沿水平纵向贯穿设于固定质量块41上，其两端分别与轴承63内圈固定连接；所述滚轮61与轴承63外圈固定连接。所述质量单元4通过滚动单元6在底板11上滚动，减少了与底板11的接触面积，时摩擦力降低，避免了惯性力减小从而导致的减振效果降低。优选地，所述底板11顶部还设有平滑层2，其可采用不锈钢板制成，在保证与滚轮61的接触面光滑以减少摩擦力的同时，自身材料强度高，能承受大重量质量单元4的压力，且耐磨防锈，能保证谐质量阻尼器的使用寿命。

所述第一压簧7套设于第一支撑挡板12与质量单元4一端之间的导向轴杆3上，所述第二压簧8套设于质量单元4另一端与第二支撑挡板13之间的导向轴杆3上，在调整调谐质量阻尼器自振频率的同时，对质量单元4起到限位缓冲的作用。所述第一压簧7与第二压簧8的内径与导向轴杆3的外径相适配，在沿导向轴杆3进行伸缩滑动时，保证了弹簧的稳定性。

本实用新型的调谐质量阻尼器，通过将质量单元4运动方向调整为水平运动，并在两侧设有第一压簧7及第二压簧8进行限位缓冲，同时提供在底部设有滚动单元6来减少其运动时产生的摩擦，使质量单元4的惯性力基本不变，保证了对结构的良好减振效果。

本实用新型的调谐质量阻尼器，通过将第一压簧7与第二压簧8套设与导向轴杆3上，且两者的内径与导向轴杆3的外径相适配，在沿导向轴杆3进行伸缩滑动时，保证了弹簧的稳定性。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，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 (10)

1.一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，包括：

底座(1)，包括底板(11)，以及对称固定设于底板(11)顶部两端的第一支撑挡板(12)及第二支撑挡板(13)；

两端分别与所述第一支撑挡板(12)及第二支撑挡板(13)固定连接的导向轴杆(3)；

滑动设于所述导向轴杆(3)上的质量单元(4)，其底部转动设有滚动单元(6)，所述滚动单元(6)在底座(1)顶部沿直线滚动；

两端分别与第一支撑挡板(12)和质量单元(4)连接的阻尼单元(5)；

以及分别位于质量单元(4)两侧且套设于所述导向轴杆(3)上的第一压簧(7)及第二压簧(8)。

2.根据权利要求1所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述质量单元(4)包括固定质量块(41)及设于固定质量块(41)顶部的调节质量块(42)。

3.根据权利要求2所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述固定质量块(41)顶部对称固定设有限位螺杆(411)，其与调节质量块(42)两侧对称设有限位槽(421)的相适配，通过螺母将多个调节质量块(42)固定于固定质量块(41)顶部。

4.根据权利要求2所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述固定质量块(41)上沿水平横向贯穿设有滑动通孔；所述滑动通孔内固定设有直线轴承，其内径与导向轴杆(3)外径相适配的，固定质量块(41)通过直线轴承套设于导向轴杆(3)上。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述滚动单元(6)包括沿水平纵向贯穿设于所述质量单元(4)上的车轴(62)，内圈分别与所述车轴(62)两端固定连接的轴承(63)，与所述轴承(63)外圈固定连接的滚轮(61)，所述滚轮(61)沿底板(11)顶部滚动。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述第一压簧(7)与第二压簧(8)的内径与导向轴杆(3)的外径相适配。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述导向轴杆(3)上还设有油膜层。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述底板(11)顶部还设有平滑层(2)，其采用不锈钢板制成。

9.根据权利要求1-4中任一项所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述阻尼单元(5)包括阻尼器及阻尼器安装座。

10.根据权利要求9所述的一种水平压簧调谐质量阻尼器，其特征在于，所述阻尼器安装座对称设于第一支撑挡板(12)和质量单元(4)一端；所述阻尼器为液压粘滞阻尼器，其两端与阻尼器安装座连接。

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