[實(shí)用新型]自復(fù)位型壓電半主動(dòng)摩擦阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320602600.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開（公告）號(hào): CN203594125U
• 公開（公告）日: 2014-05-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱軍強(qiáng);王社良;朱熹育;展猛;趙歆冬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安建筑科技大學(xué)
• 主分類號(hào): E04B1/98
• 分類號(hào): E04B1/98
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 段俊濤

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型主要服務(wù)于抗震技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自復(fù)位型壓電半主動(dòng)摩擦阻尼器。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)抗震體系主要是從結(jié)構(gòu)自身出發(fā)，通過加大構(gòu)件截面尺寸，提高構(gòu)件材料強(qiáng)度來(lái)增加結(jié)構(gòu)的剛度，或者依靠某些附加構(gòu)件的破壞來(lái)消耗和儲(chǔ)存能量，從而達(dá)到提高抵御地震作用的能力，這種做法既增加了經(jīng)濟(jì)投入，抗震效果也不是很理想。

普通摩擦阻尼器一般是基于被動(dòng)控制進(jìn)行消能減震。為大震作用下設(shè)置的普通摩擦阻尼器，在小震作用下由于力較小，活塞不能滑動(dòng)，所以不能起到耗能減震作用；反之，小震作用下的摩擦阻尼器，在大震作用下減震能力不夠，也達(dá)不到預(yù)想的結(jié)果；由于沒有復(fù)位功能，不能循環(huán)使用，每次地震后都需重新調(diào)節(jié)或更換，從而也增加了經(jīng)濟(jì)成本和工作的復(fù)雜性。

自復(fù)位型壓電半主動(dòng)摩擦阻尼器基于壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的逆壓電效應(yīng)，通過施加電壓使壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生形變，從而改變摩擦接觸面上的正壓力來(lái)實(shí)時(shí)改變阻尼器的摩擦力，達(dá)到對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行半主動(dòng)控制的目的。基于彈簧的復(fù)位功能，阻尼器可以多次循環(huán)使用，從而達(dá)到高效和經(jīng)濟(jì)的效果。

我國(guó)專利號(hào)為CN?101250909A的專利公布了一種壓電摩擦智能阻尼器，但預(yù)壓力施加不方便；其次，沒有采取更有效的措施保護(hù)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器易側(cè)向受力發(fā)生剪切破壞；同時(shí)，初始預(yù)壓力與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器施加壓力不是疊加的關(guān)系，出力效果不理想。

專利號(hào)為ZL?2012?2?0633674.1的專利公布了一種壓電半主動(dòng)摩擦耗能器，雖然對(duì)上述阻尼器有了大的改進(jìn)，但沒有考慮活塞滑動(dòng)時(shí)，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)線處理問題，且沒有復(fù)位功能，無(wú)法循環(huán)使用。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種自復(fù)位型壓電半主動(dòng)摩擦阻尼器，具有自復(fù)位，重量輕，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，輸入能量小而出力大等特點(diǎn)。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為：

自復(fù)位型壓電半主動(dòng)摩擦阻尼器，包括由頂蓋6和小箱10組成的外殼，其特征在于，還包括套筒4，套筒4的一端設(shè)置在位于小箱10底面上的底座7上，另一端設(shè)置在頂蓋6底面下的頂座8下方且與頂座8間留有一定空隙，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3設(shè)置于套筒4中，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3的兩端均設(shè)有墊片2，頂蓋6上設(shè)置有用于施加預(yù)壓力的預(yù)緊螺釘1，位于小箱10一側(cè)的平衡拉桿12穿過擋板11與套筒4的側(cè)壁連接，連接拉桿9通過六角螺母15固定于小箱10的該側(cè)側(cè)壁，位于小箱10另一側(cè)的作動(dòng)拉桿5穿過小箱10側(cè)壁與套筒4的側(cè)壁連接，平衡拉桿12和作動(dòng)拉桿5上均設(shè)置有復(fù)位彈簧13。

所述小箱10左右兩側(cè)側(cè)壁各有一條狹長(zhǎng)孔槽以及用來(lái)固定擋板11的固定螺釘。

所述套筒4的數(shù)量有多個(gè)，平衡拉桿12和作動(dòng)拉桿5分別與兩端的套筒4的側(cè)壁連接。

所述擋板11中間留有圓形孔洞以使平衡拉桿12穿過，同時(shí)用來(lái)限制復(fù)位彈簧13的位置和改變阻尼器的量程。

所述復(fù)位彈簧13長(zhǎng)度比阻尼器量程略長(zhǎng)。

所述平衡拉桿12的軸線方向與套筒4軸線方向垂直。

所述套筒4內(nèi)部為圓形通道，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3與套筒4的內(nèi)側(cè)壁間留有空隙。

所述墊片2置于套筒4中壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器3的上下端部并與頂座8和底座7接觸。

所述平衡拉桿12、頂座8、底座7、墊片2以及套筒4構(gòu)成阻尼器的活塞機(jī)構(gòu)，該活塞機(jī)構(gòu)的高度略高于外殼凈高，從而可以通過調(diào)節(jié)頂蓋6上的預(yù)緊螺釘1使得活塞機(jī)構(gòu)與外殼間產(chǎn)生預(yù)壓力，得到所需的摩擦力。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：

1，小箱側(cè)壁上留有狹長(zhǎng)孔洞，在活塞滑動(dòng)時(shí)壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的導(dǎo)線跟著一起滑動(dòng)，避免了導(dǎo)線被拉斷的風(fēng)險(xiǎn)。

2，活塞具有復(fù)位功能，可以在地震中多次循環(huán)使用。

3，壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器受到套筒的保護(hù)，不易發(fā)生剪切破壞。

4，阻尼器輸入能量小而出力效果好，因?yàn)閴弘娞沾沈?qū)動(dòng)器剛度大，且墊片使壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器端部受力均勻，約束效果更好。

5，控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單，通過簡(jiǎn)單調(diào)整預(yù)緊螺釘即可達(dá)到所需的預(yù)壓力，且與壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)器的壓力是疊加的關(guān)系。

6，平衡拉桿穿過擋板滑動(dòng)左右自由滑動(dòng)，保證了阻尼器活塞的受力方向與小箱外殼的水平軸線平行。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型阻尼器總剖面圖。

圖2為本實(shí)用新型阻尼器俯視圖。

具體實(shí)施方式：

下面通過附圖對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。