[實(shí)用新型]速度位移雙鎖限壓式粘滯阻尼器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201520717782.0
• 申請(qǐng)日: 2015-09-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN204921827U
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 禹見(jiàn)達(dá);彭臨峰;唐伊人;劉力;禹蒲陽(yáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南科技大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F9/32
• 分類號(hào): F16F9/32;F16F9/34;E04B1/98
• 代理公司: 湘潭市匯智專利事務(wù)所(普通合伙) 43108
• 代理人: 宋向紅

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于建筑、橋梁結(jié)構(gòu)的耗能減振技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種速度位移雙鎖限壓式粘滯阻尼器。

背景技術(shù)

高層建筑和大跨橋梁等大型結(jié)構(gòu)在地震或風(fēng)的作用下會(huì)發(fā)生大幅振動(dòng)，結(jié)構(gòu)的大幅振動(dòng)將導(dǎo)致其部分構(gòu)件的破壞或整體坍塌。為了減少地震或風(fēng)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，粘滯阻尼器被廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行耗能減振。粘滯阻尼器的結(jié)構(gòu)一般采用剪切閥式，如圖1所示。圖1中，31為缸體，32為活塞，33為活塞桿，34為節(jié)流孔，35為粘滯流體。

阻尼器減振的效果處決于其耗能能力W，在結(jié)構(gòu)的一個(gè)振動(dòng)周期T內(nèi)：

W＝2Fx(1)

其中F為平均阻尼力，x為結(jié)構(gòu)振動(dòng)一個(gè)周期內(nèi)阻尼器活塞桿的行程。阻尼器活塞桿的一個(gè)行程內(nèi)，阻尼力F的大小隨活塞運(yùn)動(dòng)速度變化關(guān)系可近似表示為：

F＝cv^α(2)

其中c為阻尼器粘性系數(shù)，與活塞上節(jié)流孔的大小及活塞截面積之比有關(guān)；v為活塞桿與阻尼器缸體運(yùn)動(dòng)的相對(duì)速度，速度指數(shù)α(0<α≤1)是粘滯阻尼器的一個(gè)重要性能指標(biāo)，α越小，阻尼力越便于控制。

對(duì)于結(jié)構(gòu)或橋梁在地震、風(fēng)作用下的抗震或減振，目前主要采用粘滯阻尼器與其它隔震(隔振)措施共同完成。例如在橋梁主梁與橋墩間安裝粘滯阻尼器，可有效抑制橋梁在強(qiáng)風(fēng)作用下的振動(dòng)，同時(shí)可以抑制一般地震對(duì)橋梁的破壞。但在超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)或強(qiáng)地震作用下，阻尼器的耗能不足可能導(dǎo)致主梁振動(dòng)位移過(guò)大而與橋墩發(fā)生碰撞或滑落，導(dǎo)致橋梁的嚴(yán)重破壞或損毀。高層建筑一般采用隔振支座和粘滯阻尼器結(jié)合進(jìn)行地震的減隔震和強(qiáng)風(fēng)作用下的減振，在超強(qiáng)臺(tái)風(fēng)或強(qiáng)地震作用下，結(jié)構(gòu)柱可能發(fā)生過(guò)大的錯(cuò)動(dòng)而導(dǎo)致整座大樓的坍塌。采用圖1所示阻尼器，當(dāng)結(jié)構(gòu)發(fā)生過(guò)大的振動(dòng)(震動(dòng))時(shí)，活塞與活塞缸體間將發(fā)生剛性碰撞，從而導(dǎo)致阻尼器破壞，最終可能導(dǎo)致橋梁或房屋結(jié)構(gòu)破壞。

粘滯阻尼器在大跨度橋梁和超高層建筑結(jié)構(gòu)中大量應(yīng)用，對(duì)結(jié)構(gòu)振動(dòng)耗能減振起到關(guān)鍵性的作用，但現(xiàn)有粘滯阻尼器阻尼力F中α較大，導(dǎo)致阻尼器阻尼力F在正常工作階段變化就比較大，不利于其耗能能力的充分發(fā)揮。目前雖然出現(xiàn)了調(diào)壓式粘滯阻尼器，通過(guò)在活塞桿內(nèi)設(shè)置流體通道和限壓調(diào)節(jié)裝置，減小了粘滯阻尼器阻尼力F中α值，但這種在活塞桿內(nèi)設(shè)置流體通道和限壓調(diào)節(jié)裝置的阻尼器結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜，制作和安裝困難。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有粘滯阻尼器在結(jié)構(gòu)發(fā)生過(guò)大的振動(dòng)(震動(dòng))時(shí)，活塞與活塞缸體間將發(fā)生剛性碰撞的問(wèn)題，提供一種能防止活塞與活塞缸體間發(fā)生剛性碰撞，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安裝方便、能充分發(fā)揮粘滯阻尼器耗能能力的速度位移雙鎖限壓式粘滯阻尼器。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)如下的技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：該速度位移雙鎖限壓式粘滯阻尼器，包括缸體、活塞、活塞桿、缸體內(nèi)的粘性流體；所述缸體的外筒兩端從外至內(nèi)設(shè)有端蓋、密封座，密封座內(nèi)的活塞桿外嵌套有密封環(huán)；活塞桿的一端封閉于端蓋內(nèi)，另一端伸出端蓋；活塞通過(guò)活塞桿上的軸肩和壓緊螺母固定；所述活塞的左、右端面上分別均勻加工有兩個(gè)限壓孔和兩個(gè)限速限位孔，左端面上的限壓孔與右端面上的限速限位孔相對(duì)應(yīng)并通過(guò)活塞節(jié)流孔連通，左端面上的限速限位孔則與右端面上的限壓孔相對(duì)應(yīng)并通過(guò)活塞節(jié)流孔連通；所述限壓孔的外端口上設(shè)有帶節(jié)流孔的限壓螺母，限壓孔的內(nèi)端面上設(shè)有中心帶有節(jié)流孔、與活塞節(jié)流孔相抵端為花鍵形的限壓閥芯，限壓螺母與限壓閥芯之間設(shè)有限壓彈簧；所述限速限位孔的外端口上依次設(shè)有內(nèi)限位螺母和外限位螺母，內(nèi)限位螺母和外限位螺母內(nèi)套裝有底板中心設(shè)有節(jié)流孔、側(cè)壁設(shè)有限速限位槽的凹形限速限位閥芯，限速限位閥芯的凹形口朝向限速限位孔內(nèi)端面，限速限位閥芯的凹形口內(nèi)端面與限速限位孔內(nèi)端面之間設(shè)有限速限位彈簧。

具體的，所述限壓螺母為一個(gè)圓形塊狀構(gòu)件，其中心及其上均勻設(shè)有共五個(gè)節(jié)流孔。

具體的，所述限壓閥芯為一個(gè)凸圓臺(tái)形構(gòu)件，其中心設(shè)有節(jié)流孔，其底部直徑大于活塞節(jié)流孔直徑，并且其底部四周延伸為四個(gè)呈十字形的花鍵。

具體的，所述限速限位閥芯為一個(gè)凹槽形圓筒狀構(gòu)件，其底板中心設(shè)有節(jié)流孔，其圓筒側(cè)壁上均勻設(shè)有四個(gè)軸向的限速限位槽。

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有的粘滯阻尼器在結(jié)構(gòu)發(fā)生過(guò)大的振動(dòng)(震動(dòng))時(shí)，活塞與活塞缸體間將發(fā)生剛性碰撞的問(wèn)題，采用在活塞上設(shè)置多個(gè)單向限速限位閥和壓簧的方式，防止活塞與活塞缸體間發(fā)生剛性碰撞。其原理為(以活塞右側(cè)流體受壓為例)：