[發(fā)明專利]一種適用于斜拉索多階振動的電磁三元減振裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910062872.3
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109706832A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁棟;劉菁;劉晨景;劉佳
• 申請（專利權(quán)）人: 河北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E01D19/00
• 分類號: E01D19/00;E01D11/04;E01D19/16
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標(biāo)代理有限公司 12101
• 代理人: 范建良

本發(fā)明公開了一種適用于斜拉索多階振動的電磁三元減振裝置，屬于建筑物減隔振領(lǐng)域，包括固定安裝在底座上的外殼；外殼內(nèi)部設(shè)有傳動組件，傳動組件從開口部伸出外殼，傳動組件上端鉸接拉索的受控件，傳動組件下端鉸接垂直于外殼第一內(nèi)壁的彈性件；連接傳動組件的減振系統(tǒng)，減振系統(tǒng)固定連接外殼的第二內(nèi)壁；連接傳動組件和減振系統(tǒng)的信號傳遞系統(tǒng)；傳動組件包括上端的剛性桿；齒條；與減振系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的齒輪；減振系統(tǒng)包括磁粉離合器；慣質(zhì)圓盤；粘滯阻尼組件。本發(fā)明公開的一種適用于斜拉索多階振動的電磁三元減振裝置結(jié)構(gòu)合理，便于加工，易于維護(hù)，成本較低，適應(yīng)工況較多，受力及耗能機(jī)理明確。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于建筑物減隔振領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于斜拉索多階振動的電磁三元減振裝置。

背景技術(shù)

斜拉橋在世界范圍內(nèi)得到了廣泛使用。作為主要承重構(gòu)件的斜拉索，由于剛度小、單位長度質(zhì)量小和自身阻尼小的內(nèi)在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，使其外部作用下極易產(chǎn)生振動。斜拉索大幅振動的危害主要體現(xiàn)在：1)影響行車舒適度，易引發(fā)人們對橋梁安全的恐慌心理，造成不良的社會輿情；2)導(dǎo)致橋梁的物理損傷，包括拉索端部接頭和防腐護(hù)套等在內(nèi)的斜拉索損傷、索錨結(jié)合處的主梁損傷和拉索減振器的破損。

目前常用的斜拉索減振阻尼器主要有：高阻尼橡膠減振器、黏性剪切型阻尼器、油阻尼器及磁流變MR阻尼器等。但上述阻尼器均存在一些不足之處，如內(nèi)置高阻尼橡膠阻尼器對拉索阻尼比的提高極為有限；黏性剪切型阻尼器存在尺寸較大等缺點(diǎn)。同時，不能太高的安裝位置限制了阻尼器的減振效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種結(jié)構(gòu)合理，便于加工，易于維護(hù)，成本較低，適應(yīng)工況較多，受力及耗能機(jī)理明確的適用于斜拉索多階振動的電磁三元減振裝置。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種適用于斜拉索多階振動的電磁三元減振裝置，包括位于橋面板上部的底座，所述底座的上表面平行于拉索；固定安裝在所述底座上的外殼，所述外殼上部設(shè)有開口部；所述外殼內(nèi)部設(shè)有傳動組件，所述傳動組件從所述開口部伸出所述外殼，所述傳動組件上端鉸接所述拉索的受控件，所述傳動組件上端垂直于所述拉索，所述傳動組件下端鉸接垂直于外殼第一內(nèi)壁的彈性件，所述彈性件的一端固定連接所述第一內(nèi)壁下部，所述彈性件的另一端通過球鉸固定連接所述傳動組件下端；連接所述傳動組件的減振系統(tǒng)，所述減振系統(tǒng)固定連接所述外殼的第二內(nèi)壁，所述第二內(nèi)壁與所述第一內(nèi)壁為相對的內(nèi)壁；連接所述傳動組件和所述減振系統(tǒng)的信號傳遞系統(tǒng)。

所述傳動組件包括上端的剛性桿，所述剛性桿上端鉸接所述拉索；齒條，所述齒條上端通過球鉸連接所述剛性桿下端，所述齒條下端通過球鉸固定連接所述彈性件；與所述減振系統(tǒng)對應(yīng)設(shè)置的齒輪，所述齒輪嚙合齒條。

所述減振系統(tǒng)包括磁粉離合器，所述磁粉離合器的輸入軸固定連接所述齒輪；所述磁粉離合器的輸出軸上由所述傳動組件近端向所述傳動組件遠(yuǎn)端依次設(shè)有慣質(zhì)圓盤，所述慣質(zhì)圓盤通過中心孔固定安裝在所述磁粉離合器的輸出軸上；安裝在所述磁粉離合器的輸出軸端部的粘滯阻尼組件，所述粘滯阻尼組件固定連接所述外殼的第二內(nèi)壁。

該技術(shù)方案中，所述底座的上表面平行于拉索方向，傳動組件上端垂直于拉索方向，避免了傳動組件的彎曲變形；所述外殼采用封閉外殼，隔離外殼內(nèi)部和外部，可保護(hù)該外殼內(nèi)部的傳動組件、減振系統(tǒng)、信號傳遞系統(tǒng)，延長了該阻尼器的使用壽命。

傳動組件通過彈性件固定在固定外殼內(nèi)壁上，當(dāng)阻尼器沒有工作時，彈性件處于壓縮狀態(tài)；當(dāng)拉索振動，阻尼器開始工作時，彈性件拉長，但仍處于壓縮狀態(tài)，提供負(fù)剛度，提高了阻尼器的減振，抗震效果，同時便于齒條復(fù)位。

傳動組件的齒輪齒條結(jié)構(gòu)可以承受較大荷載，且對加工精度的要求不苛刻，制作成本低；剛性桿與齒條間使用球鉸連接，使拉索的面內(nèi)、面外振動均能轉(zhuǎn)化為齒條的上下振動。