[發明專利]帶有框架的調諧質量減振器

有效

• 申請號: 201310287705.1
• 申請日: 2013-07-10
• 公開（公告）號: CN103335057A
• 公開（公告）日: 2013-10-02
• 發明（設計）人: 尹學軍;孔祥斐;付學智
• 申請（專利權）人: 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;尹學軍
• 主分類號: F16F15/04
• 分類號: F16F15/04
• 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

本發明屬于土木工程結構和機械結構減振技術領域，具體涉及一種用于控制交通運輸工具、機器設備運轉等原因引發的結構振動的調諧質量減振器。

背景技術

近年來，我國軌道交通飛速發展，給人們提供了快捷、安全的出行方式的同時，其產生的振動和噪聲問題也嚴重影響了周邊居民的生活質量，危及周邊建筑安全，并且使軌道本身的穩定性、安全性和使用壽命也受到影響。

隨著城市建設的發展，各種高層、超高層建筑和細高結構、大跨度建筑物日益增多，同時，城市交通網絡越來越發達，各種大跨度的機場登機橋、人行天橋、港口棧橋等橋梁結構得到了廣泛的應用，為人們的出行帶來了極大的便利。但是，此類細高建筑物及橋梁雖然強度和剛度比較容易滿足設計要求，其豎向振動的頻率卻普便都比較低（例如大跨度人行天橋的豎向頻率通常只有2赫茲左右），在強風激勵或行人、車輛等動載作用下容易發生共振，給行人帶來不舒服的感覺，造成結構物自身結構損壞，甚至嚴重威脅到人和車輛的安全。如何防止這類大跨度、低頻結構物發生破壞性共振成為工程建設中不得不著手解決的現實問題。實踐證明，調諧質量減振器（也有文獻中稱質量調諧阻尼器，或稱質量調諧減振器，本文中也簡稱減振器或TMD）是一種有效的振動控制裝置，將它的固有頻率調整到接近結構的自振頻率，然后安裝在結構上。當結構受到激振力干擾發生振動時，引起調諧質量減振器的共振，利用調諧質量的振動慣性力反作用于結構本身，從而抵消激振力，達到減小結構反應的目的，例如申請號為200410087664.2之中國專利所公布的定向垂直可調式調諧質量減振器。但是，現有調諧質量減振器產品中彈性元件主要依賴螺旋鋼彈簧，彈性元件的品種比較單一；另一方面，彈性元件直接與外部環境接觸，容易產生銹蝕、落入雜物等問題，影響產品的減振性能；再有，現有的調諧質量減振器多附加在建筑結構上，受建筑結構的加工誤差及設計變更影響較大，有時還會影響建筑結構的美觀；第四，受現有產品結構和彈性元件特點的限制，產品的固有頻率較低，不適于控制15Hz以上的高頻振動，適用范圍受限。

發明內容

本發明的目的在于克服上述缺陷，提供一種減振降噪效果好、性能穩定、對建筑結構的外觀影響小、使用壽命長的帶有框架的調諧質量減振器。

本發明帶有框架的調諧質量減振器是這樣實現的，包括彈性元件和和質量塊，其特征在于還包括至少一個聯接框架，聯接框架中包含至少一個吸振腔，質量塊至少局部設置在聯接框架的吸振腔內，質量塊與吸振腔的腔壁之間設有彈性元件。

所述彈性元件可以由橡膠、彈性聚氨酯或金屬彈簧中的至少一種構成。其中，金屬彈簧包括碟簧、板簧和螺旋彈簧等；橡膠具體可以是氯丁橡膠、丁腈橡膠等。為了保證彈性元件在使用過程中始終對質量塊保持有效的彈性支承，可以使質量塊與吸振腔腔壁之間設置的彈性元件處于預壓縮狀態，并且彈性元件的預壓縮位移大于質量塊工作時相對于吸振腔腔壁的振幅。特別是對于金屬彈簧，在本發明加工制造的過程中與質量塊及聯結框架進行組裝時都需要實施預壓縮。

本發明帶有框架的調諧質量減振器還可以包括阻尼元件，阻尼元件設置在質量塊與吸振腔腔壁之間。阻尼元件可以由彈性固體阻尼材料構成；阻尼元件也可以由液體阻尼材料構成，增設液體阻尼時，吸振腔的開口處設有密封件，密封件將吸振腔完全封閉，液體阻尼材料填充在質量塊與吸振腔腔壁之間的部分空隙中。為了進一步提高系統阻尼，還可以在質量塊上設置動葉片，吸振腔腔壁上設有靜葉片與動葉片交錯配合，相鄰的靜葉片與動葉片之間的部分空隙內設有液體阻尼材料。此外，還可以在動葉片或/和靜葉片上設置擾流孔或擾流凸凹結構。當然，還可以在質量塊上設置擾流孔或擾流凸凹結構。

為了增加彈性元件與聯接框架及質量塊之間連接的可靠性，還可以在吸振腔與彈性元件配合的腔壁表面或/和質量塊與彈性元件的配合表面上設有連接加強結構。所述的連接加強結構包括表面凸凹結構、表面滾花結構或表面拉毛結構。

聯接框架中吸振腔的數量超過一個，吸振腔沿聯接框架的軸向并列設置，或/和沿聯接框架橫截面的垂向并列設置，或/和沿聯接框架橫截面的水平向并列設置。

與現有技術相比，本發明帶有框架的調諧質量減振器，將質量塊和彈性元件構成的質量——彈簧系統設置在聯接框架內，其具有如下優點：

（1）聯接框架對質量塊、彈性元件和阻尼元件形成有效的保護，耐候性好，防止水、油、灰塵進入，特別當使用高分子彈性材料時，防止臭氧和紫外線損壞高分子材料，彈性材料不易發生老化，可大大延長產品的使用壽命；