[發明專利]一種摩擦耗能型顆粒阻尼器

有效

• 申請號: 201910507972.2
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110284742B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 閆維明;黃緒宏;王寶順
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: E04H9/02
• 分類號: E04H9/02;E04B1/98
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 沈波

本發明公開了一種摩擦耗能型顆粒阻尼器，主要包括螺旋桿、阻尼器外部套筒、推力球軸承、螺旋摩擦筒、摩擦顆粒。當結構發生振動時，層間相對位移引起螺旋桿產生水平運動從而帶動內部螺旋摩擦筒及摩擦顆粒產生定向運動，通過顆粒之間、顆粒與容器內壁及顆粒與螺旋摩擦筒之間摩擦、碰撞，消耗結構動能，從而起到耗能減振作用，本耗能減振裝置能夠產生較大的阻尼并可對阻尼大小進行調節，具有結構簡單可靠、制造方便、成本低、減振效果穩定和運用范圍廣等優點。

技術領域

本發明涉及一種摩擦耗能型顆粒阻尼器，屬于建筑結構減震技術領域。

背景技術

活塞式顆粒阻尼器作為一種被動減震裝置，將金屬顆粒或非金屬顆粒按照一定的填充率填充至一個空腔結構中，通過活塞運動帶動顆粒運動從而引起顆粒之間、顆粒與空腔內壁之間的碰撞、摩擦和動量交換，將機械能轉化為熱能和聲能，從而達到減振的目的。帶活塞的顆粒阻尼具有對原結構改動小、產生的附加質量小、應用范圍廣泛等優點。相比較于常用的粘滯阻尼器，不需要考慮粘滯液體滲漏等引起阻尼器耗能能力降低的問題。

活塞式顆粒阻尼器雖然具有較多耗能減振優點，但與現有一般摩擦耗能型阻尼器相似，同樣存在耗能能力低等缺點。通過增大摩擦面面積并強制顆粒運動路徑從而提高顆粒之間、顆粒與容器之間的摩擦力，進而大大改善活塞式顆粒阻尼器的耗能能力，從而達到更好的減振效果。

發明內容

為了減小結構在地震動作用下及風振作用下的結構振動，并克服現有粘滯阻尼器及一般摩擦型阻尼器的不足與局限性，本發明了一種摩擦耗能型顆粒阻尼器，主要包括螺旋桿、阻尼器外部套筒、推力球軸承、螺旋摩擦筒、摩擦顆粒。當結構發生振動時，層間相對位移引起螺旋桿產生水平運動從而帶動內部螺旋摩擦筒及摩擦顆粒產生定向運動，通過顆粒之間、顆粒與容器內壁及顆粒與螺旋摩擦筒之間摩擦、碰撞，消耗結構動能，從而起到耗能減振作用，本耗能減振裝置能夠產生較大的阻尼并可對阻尼大小進行調節，具有結構簡單可靠、制造方便、成本低、減振效果穩定和運用范圍廣等優點。

為了實現上述目的，本發明采取了如下的技術方案。

一種摩擦耗能型顆粒阻尼器，包括阻尼器外部套筒1、螺旋桿2、推力球軸承3、螺旋摩擦筒4和摩擦顆粒5。

阻尼器外部套筒1由圓柱筒1a、套筒連接孔1b和套筒內腔1c組成；套筒內腔1c設置在圓柱筒1a的內部，套筒連接孔1b設置在圓柱筒1a的外部。

螺旋桿2由螺旋桿連接孔2a和螺紋2b組成，螺旋桿連接孔2a的底部設有螺紋2b；螺旋桿連接孔2a與套筒連接孔1b對稱設置在阻尼器外部套筒1的左右兩側；

推力球軸承3由滾珠3a和座墊3b組成，滾珠3a安裝在上下兩個座墊3b之間；

螺旋摩擦筒4由防漏板4a、摩擦螺旋板4b、內螺紋4c和傳力筒4d組成。通過在螺旋摩擦筒4兩端設置推力球軸承3確保螺旋摩擦筒4能在阻尼器外部套筒1內自由轉動。上下防漏板4a設置在傳力筒4d的上下兩端；摩擦螺旋板4b設置在傳力筒4d的周向位置；傳力筒4d的內部設有內螺紋4c，內螺紋4c與螺旋桿2的螺紋2b相配合。

套筒連接孔1b通過下部連接桿7與建筑結構節點處連接，螺旋桿2的螺旋桿連接孔2a通過上部連接桿6與建筑結構節點處上部連接；螺旋桿2的螺紋2b依次伸入圓柱筒1a、推力球軸承3及螺旋摩擦筒4并與內螺紋4c相貼合；螺旋摩擦筒4通過上下兩端的推力球軸承3安裝在圓柱筒1a的上下兩端；摩擦顆粒5填充至套筒內腔1c中的螺旋摩擦筒4上下防漏板4a之間。