[發明專利]一種雙壓簧平板式-向心變摩擦阻尼器

在審

• 申請號: 201510982550.2
• 申請日: 2015-12-24
• 公開（公告）號: CN105387115A
• 公開（公告）日: 2016-03-09
• 發明（設計）人: 彭凌云;常健;于澤;秦麗
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: F16F7/104
• 分類號: F16F7/104
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 常永平

技術領域

本發明涉及一種雙壓簧平板式-向心變摩擦阻尼器，可應用于工程結構減振控制，屬于振動控制技術領域。

背景技術

工程結構減振和隔振領域采用的減振阻尼器目前大體上可分為速度相關型和位移相關型兩大類，位移相關型阻尼器主要包括利用金屬材料塑性變形耗能的各種金屬阻尼器和利用摩擦機制耗能的各類摩擦阻尼器；速度相關型阻尼器目前主要包括利用粘滯流體通過阻尼孔產生阻尼力耗散能量的粘滯阻尼器和利用粘彈性材料塑性能力耗能的粘彈性阻尼器。大多數位移相關型阻尼器具有明確的開始耗能的阻尼力閾值，當阻尼器受力小于該閾值時，阻尼器提供彈性剛度，不產生能量消耗，當其受力超過該閾值后，阻尼器進入屈服狀態或摩擦滑動狀態，開始耗散能量，但其阻尼力隨變形的增長通常很小或者不再增長。從這個角度看，位移相關型通常需要設定其發揮耗能作用的變形條件，變形小于設定值時，阻尼器不起耗能作用，而當變形遠大于設定值，由于對阻尼力的增長較小，其附加的等效阻尼比將隨變形的增加而減小，僅在設定變形幅值附近可提供預期的附加阻尼比。粘滯阻尼器則可隨速度變化提供不同的阻尼力和能量消耗，速度越高、阻尼力越大、消耗能量越多，不存在位移相關型閾值問題，因而在工程結構的減振控制中粘滯阻尼器的使用要多于位移相關型。不過粘滯阻尼器的加工精度和密封要求要遠遠高于位移相關型，這導致其造價也要遠遠高于一般的位移相關型，綜合其性價比不如后者。但在一些特殊情況下，粘滯阻尼器具有一些位移相關型不具備的優勢，通常情況下不能用位移型阻尼器替代。例如對于TMD減振結構體系，未獲得最優的減震效果TMD子結構的阻尼比存在最優值，且其振幅通常不確定，采用位移相關型明顯是不行的：如果選擇過高的起阻尼力閾值，會導致TMD不能適時啟動而失去調頻減振作用；選擇過小的起滑力閾值，又會出現耗能能力不足缺陷，導致TMD在大振幅作用下控制效果不佳。因而目前的TMD減振工程應用中，絕大多數情況下都是采用粘滯阻尼器提供阻尼力。另外，常規摩擦阻尼器需要預加摩擦正應力，摩擦界面在長期處于高應力狀態下的摩擦性能會發生變化。

發明內容

本發明為了解決現有阻尼器的上述缺陷，提出一種雙壓簧平板式-向心變摩擦阻尼器，解決了阻尼器復阻尼特征以及摩擦界面性能穩定性的問題。

為了實現上述目的，本發明采取了如下技術方案：

一種雙壓簧平板式-向心變摩擦阻尼器，所述阻尼器包括兩塊摩擦板、兩塊固定板、兩塊端板、定位板、楔形滑動摩擦塊、擠壓楔形塊、中間連接軸以及兩個壓縮彈簧；其中兩塊摩擦板、兩塊固定板、兩塊端板和定位板圍成一板式腔體，腔體內部設有變摩擦裝置，所述變摩擦裝置由一對摩擦組件、一對壓縮彈簧和中間連接軸組成；所述楔形滑動摩擦塊包括一個摩擦面和兩個斜面，所述擠壓楔形塊包括上、下兩個斜面，兩個斜面相對的擠壓楔形塊和兩個楔形滑動摩擦塊組成一個摩擦組件，所述摩擦組件中兩個楔形滑動摩擦塊的摩擦面分別與兩個摩擦板的摩擦面接觸，摩擦組件中楔形滑動摩擦塊的兩個斜面分別與兩個擠壓楔形塊的斜面接觸；其中定位板、壓縮彈簧、擠壓楔形塊以及右側端板中部皆開有圓形洞口，上、下固定板中部沿中間連接軸移動方向開有矩形凹槽，中間連接軸穿過洞口且位于腔體的中部，中間連接軸中部的擋板上、下端部有矩形凸起滑塊，矩形凸起滑塊配合設置于所述矩形凹槽內，當中間連接軸往復移動時，上、下固定板的矩形凹槽會限制中間連接板只能沿矩形凹槽方向左右滑動；所述腔體被中間連接軸中部的擋板分割成左、右兩部分，各有一個壓縮彈簧和摩擦組件分別位于擋板左、右兩邊，左邊的壓縮彈簧位于定位板和擋板以左摩擦組件之間，右邊的壓縮彈簧位于擋板以右摩擦組件和右側端板之間，并且兩個壓縮彈簧和兩個摩擦組件都套在中間連接軸上；所述摩擦板呈L型，所述定位板和左側端板將摩擦板左端夾緊固定，且定位板與左側端板之間留有一定間隙，以便于中間連接軸相對于摩擦板往復運動時有足夠的移動空間。

進一步地，兩塊固定板、兩塊端板分別用螺栓連接在兩塊摩擦板的側邊，用于固定摩擦板的位置。

進一步地，所述定位板也用螺栓固定在摩擦板左端。

進一步地，所述壓縮彈簧的壓縮反力大于楔形滑動摩擦塊與摩擦板之間的摩擦力。

進一步地，位于腔體兩端的壓縮彈簧和摩擦組件至少為一對。

進一步地，所述楔形滑動摩擦塊的大小和尺寸相同。

進一步地，所述壓縮彈簧為采用高性能鉻合金彈簧鋼制作的模具彈簧。

進一步地，所述腔體通過高強限位螺栓連接固定起來，保證其工作時不發生相對錯動。