[發明專利]一種摩擦阻尼器

有效

• 申請號: 201310082295.7
• 申請日: 2013-03-15
• 公開（公告）號: CN103291797A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 尹學軍;譚平;賀慶;李玉召;楊宏偉;薛松;王乾安;孔祥斐;付學智
• 申請（專利權）人: 尹學軍;青島科而泰控股有限公司;青島科而泰環境控制技術有限公司;青州科而泰重工有限公司
• 主分類號: F16F7/08
• 分類號: F16F7/08;E01D19/00;E04B1/98
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

技術領域

本發明涉及一種沖擊、振動、地震控制裝置，一種阻尼器，尤其是工業緩沖和建筑結構的減震消能用阻尼器。

背景技術

阻尼器是一種應用廣泛的振動控制基本元件，用于機械、交通工具、橋梁、建筑結構的減振、緩沖、減震、耗能。

最常見的阻尼器為小孔節流式，也稱液壓油缸式，其由活塞、缸體和密封組成，活塞設有若干小孔或與缸體之間留有適當徑向間隙，活塞將油缸分為兩活塞腔，活塞腔內充有液壓油或粘度稍高的粘滯液體，如硅油，當活塞相對于油缸運動時，液壓油從活塞間隙或小孔流到另一活塞腔，兩活塞腔壓力差形成對活塞的運動阻力，做功，將機械能轉化為熱能，從而達到吸收外界能量的目的。這種阻尼器經過幾十年的不斷改進，已很完善。但由于構造方面的原因，具有天生的缺陷，例如必須采用嚴格的密封，結構復雜，對加工精度和零件可靠性敏感，造價高，壽命短，無法維修，工作油泄漏易污染環境等。常見的阻尼器還包括屈曲約束支撐和金屬屈服阻尼器，這些阻尼器主要應用在建筑抗地震領域，此類阻尼器通常僅針對強震設計，而且位移有限，屈服力與位移和循環周次有相關性，無法維修進行重復利用。

另一種常用的阻尼器是摩擦阻尼器，其用于橋梁、建筑結構的消能緩沖、消能減震。目前，常用的摩擦阻尼器主要分為兩類：一類利用電磁裝置控制滑動摩擦力，例如申請號018007365.4專利公開的一種磁控摩擦阻尼器，此類阻尼器結構復雜，使用過程中需要一定的能源，因此造價和使用成本均較高；另一類利用機械原理控制滑動摩擦力，市場上常用的此類摩擦阻尼器主要有平板式和圓管式兩種，例如申請號200810056406.6專利公開的一種板式變摩擦阻尼器和申請號200910210939.X專利公開的一種位移線性摩擦阻尼器。現有技術中，平板式的摩擦阻尼器主要由滑動板和夾板組成，再通過預緊螺栓和彈簧組裝壓緊，由于結構中使用了彈簧，預緊力較小，很難實現大阻尼力輸出，若想大幅提高預緊力，彈簧所需空間太大，實用性差，單獨使用預緊螺栓又無法保持阻尼力長時間、多周次穩定；圓管式的摩擦阻尼器主要由外筒和活塞組成，通過外筒和活塞的過盈配合形成摩擦面所需的正壓力，此類摩擦阻尼器在工作過程中，無法維持摩擦面始終處于高預壓應力狀態，一旦活塞或外筒內壁出現磨損，出力將大幅下降，阻尼性能不穩定，難以滿足多周次使用要求。另外，由于此類阻尼器對外筒和活塞的配合狀態要求很高，因此裝配難度大，性能參數不易控制，而且無法維修進行重復利用。

針對上述阻尼器的缺陷，申請號為201220208910.5的專利公開了一種摩擦式阻尼器，其利用預緊圓環或預緊線繩構成環向閉合的束緊裝置，提供穩定的環向應力，在柱塞和約束筒發生相對移動時產生持續的摩擦阻尼力，實現耗能的作用。這種摩擦式阻尼器雖然可以實現更大的阻尼力輸出，阻尼性能更加穩定，適用性也更好，但是也存在一定的缺點，表現在：（1）利用預緊圓環作為束緊裝置時，摩擦式阻尼器的阻尼參數固定，無法根據工程實際情況進行現場調整；（2）預緊線繩構成束緊裝置時，其在施加預緊力的狀態下進行纏繞，加工工藝比較復雜，需要專業的操作設備，操作不當，阻尼參數就會發生變化，因此一般情況下也無法在現場進行參數調整。

如何克服現有摩擦阻尼器的缺陷，使其更好地滿足工程應用的需要，成為此類產品在市場推廣應用中必須解決的一個難題。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述缺陷，提供一種阻尼參數便于現場進行調節的摩擦阻尼器。

本發明摩擦阻尼器是這樣實現的：包括柱塞和約束筒，柱塞至少局部設置在約束筒內，其特征在于柱塞表面設置至少一組組合脹緊環，組合脹緊環由帶有內錐面的外圓環和帶有外錐面的內圓環配合組成，約束筒內壁與外圓環表面緊密接觸，或者約束筒與外圓環之間設置耐磨防銹層或耐磨防銹套。

組合脹緊環中內圓環與外圓環的數量及配合方式可以多種多樣，例如組合脹緊環中的內圓環與外圓環可以沿柱塞軸向交錯設置，外圓環的內錐面與相鄰內圓環的外錐面相互配合，相鄰的內圓環或/和相鄰外圓環之間留有間隙。此外，組合脹緊環中的外圓環與內圓環還可以彼此疊加設置，外圓環的內錐面與疊加在一起的內圓環的外錐面相互配合，外圓環與內圓環各至少設置一個，其中，當同一組合脹緊環中外圓環與內圓環的數量超過一個時，相鄰外圓環之間及相鄰內圓環之間均沒有間隙，并且相鄰外圓環的內錐面傾斜方向與內圓環的外錐面傾斜方向也保持相同。