[實用新型]采用滾筒設計的顆粒阻尼慣容系統

有效

• 申請號: 202020151666.8
• 申請日: 2020-02-04
• 公開（公告）號: CN211951306U
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發明（設計）人: 謝麗宇;濮昱;薛松濤
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: F16F15/023
• 分類號: F16F15/023;F16F15/04;F16F15/02
• 代理公司: 上?？坡蓪＠硎聞账?特殊普通合伙) 31290
• 代理人: 葉鳳

一種采用滾筒設計的顆粒阻尼慣容系統，其特征在于，包括框架、底板、齒輪、容器、限位軸、彈簧；所述框架包括齒條、橫梁，兩個齒條并行設置并在寬度方向由橫梁連接；所述底板包括滑軌、支架；底板底部設置螺栓孔用于與地面固定；底板兩側設置有限位滑軌，齒條安裝于其中，限制齒條沿滑軌方向滑動；支架高出于滑軌用于預留安裝位；所述齒輪主體與圓柱形容器剛接，并與齒條嚙合；齒輪、容器共軸于限位軸，并通過限位軸安裝于底板兩側的支架上；齒輪與圓柱體容器軸心重合，限位軸與圓柱體容器和齒輪三者同軸心，限制齒輪容器系統的平動，等等。本申請將兩者優點相結合以達到最佳的振動控制效果。

技術領域

本申請涉及隔振領域。

背景技術

慣容阻尼器作為新型高效的結構被動振動控制手段，是一種利用阻尼制成的耗能減振裝置，具有非接觸、無機械性摩擦和損耗、無須潤滑、使用壽命長、和易安裝等優點。

齒輪齒條式慣容器是現今使用較為廣泛的一種慣容器形式，此類慣容器如同機械系統中的彈簧和阻尼器一樣,這種裝置不需要以慣性坐標系為參考系,是一種真正的兩端點元件。在新的機電模擬理論中,通過采用該裝置代替傳統的質量元件,使得機械與電路系統中相模擬的元件嚴格對等,從而解決了機電模擬理論運用上的難題。在此裝置中齒條可進行平動,齒條與齒輪相嚙合。其工作原理為齒條和齒輪可視為慣容器的兩個端點,當一對外力相對作用于兩個端點時,齒條帶動相嚙合的齒輪和飛輪旋轉。該裝置可廣泛用于隔振技術領域,如車輛懸架、火車懸架、建筑物防震和吸收動力機械振動等方向。

在多種阻尼形式中，通過顆粒-結構顆粒-顆粒之間的非彈性碰撞與摩擦來實現動量交換及結構能量耗散的顆粒阻尼器,具有對原系統改動小、可靠度高、耐久性好、對溫度變化不敏感、易于用在惡劣環境等優點,受到了廣大土木工程研究人員的重視。與此同時,調諧液體阻尼器也是目前硏究較為成熟的被動控制裝置,利用液體在晃蕩時產生的壓力來提供減振力。

發明內容

本申請目的在于克服現有技術之不足，公開一種采用滾筒設計的顆粒阻尼慣容系統。對現有的齒輪齒條型慣容器進行改進，在齒輪主體中放置裝有阻尼液體和顆粒單元的容器來提供阻尼，同時保留原有慣容系統的位移放大效應和調諧作用。本申請將兩者優點相結合，設計一種利用顆粒阻尼的齒輪齒條慣容器，以達到最佳的振動控制效果。

為實現上述目標，本申請提供了如下技術方案:

一種采用滾筒設計的顆粒阻尼慣容系統，其特征在于，包括框架1、底板8、齒輪2、容器3、限位軸7、彈簧9；

所述框架1包括齒條11、橫梁12，兩個齒條11并行設置并在寬度方向由橫梁12連接；

所述底板8包括滑軌82、支架83；底板8底部設置螺栓孔81用于與地面固定；底板8兩側設置有限位滑軌82，齒條11安裝于其中，限制齒條11沿滑軌82方向滑動；支架83高出于滑軌82用于預留安裝位；

所述齒輪2主體與圓柱形容器3剛接，并與齒條11嚙合；齒輪2、容器3共軸于限位軸7，并通過限位軸7安裝于底板8兩側的支架83上；齒輪2與圓柱體容器3軸心重合，限位軸7與圓柱體容器3和齒輪2三者同軸心，限制齒輪容器系統的平動；

所述彈簧9連接于框架1的橫梁12上，彈簧9的延伸端外接在外墻上，當振動發生時，地面與墻面發生相對位移，從而使得齒條11帶動齒輪2旋轉，框架1通過橫梁12連接彈簧9，起到調諧與耗能的作用。

本申請關鍵技術點如下：

(1)齒輪齒條慣容器的運動轉換形式將平動轉化為轉動，并通過容器形式的飛輪進行放大，起到了很好的位移放大效果。

(2)顆粒阻尼器的形式，通過顆粒隨容器旋轉時，與阻尼液體之間的摩擦以及與緩沖材料的碰撞進行耗能，耗能機理明確，效果好。