一種旋轉式粘滯阻尼器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于土木工程結構抗震控制與加固技術領域，具體涉及一類旋轉式粘滯阻尼器。
【背景技術】
[0002]近年來，粘滯型阻尼器已被應用于建筑工程的抗震控制工程中，具有布置靈活、占用空間小、耗能能力顯著、無附加剛度等特點。傳統(tǒng)的粘滯型阻尼器有液缸式、墻式和筒式等形式，液缸式有單出桿和雙出桿等形式。上述粘滯阻尼器一般直接依靠速率輸入桿的徑向運動進行耗能，在單、多層建筑中耗能能力受到限制，且對安裝空間有較高的要求。
[0003]針對上述問題，本發(fā)明提出一種旋轉式粘滯阻尼器，將速率輸入桿的徑向運動轉換為圓周運動，并利用葉片在油缸中旋轉產(chǎn)生粘滯阻尼進行耗能。該粘滯阻尼器還可利用齒輪傳動原理實現(xiàn)位移放大(CN104499597 A)。該粘滯阻尼器具有構造簡單，成本可觀，安裝方便，布置靈活，耗能效果顯著等特點，具有廣闊的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的問題在于針對上述現(xiàn)有技術中的不足，設計一種旋轉式粘滯型阻尼器，既能用于節(jié)點加固，也可用于整榀框架的加固，具有結構簡單、實現(xiàn)方便、成本可觀、布置靈活、耗能能力顯著等特點，還可利用齒輪傳動原理對其進行位移放大，具有廣闊的應用前景。
[0005]為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是:一種旋轉型粘滯阻尼器，該阻尼器包括速率輸入系統(tǒng)、速率轉換系統(tǒng)和耗能系統(tǒng)三部分。其中，速率輸入系統(tǒng)由封閉式保護殼7、齒輪5、速率輸入桿6和導向鋼管9構成，齒輪5與速率輸入桿6相嚙合，齒輪5與速率輸入桿6組裝的結構安裝在封閉式保護殼7內(nèi)，速率輸入桿6的端部安裝在一個導向鋼管9內(nèi)，導向鋼管9和速率輸入桿6間填充有柔性材料10，所述封閉式保護殼7與油缸I固定;速率轉換系統(tǒng)由齒輪5、傳動桿4和軸承3構成，傳動桿4與油缸I連接，傳動桿4與齒輪5中心相連接，其中傳動桿4和油缸I間進行封閉處理，與封閉式保護殼7的連接處能夠留出空隙或設置另一個導向鋼管9，傳動桿4與另一個導向鋼管9之間填充有柔性材料10;耗能系統(tǒng)由軸承3、葉片2和油缸I構成，葉片2中間設有軸承3，葉片2安裝在油缸I內(nèi)，油缸I通過連接桿8和一個結構構件進行連接。
[0006]所述速率輸入桿6—端與另一個結構構件相連，另一端一側設有嗤合齒，各嗤合齒的齒距和齒輪5相匹配，齒數(shù)應滿足旋轉型粘滯阻尼器耗能的需求，根據(jù)設計確定。速率輸入桿6的截面尺寸應根據(jù)設計確定，滿足速率傳動和穩(wěn)定性的需求。封閉式保護殼7和導向鋼管9的長度應根據(jù)設計需求確定，導向鋼管9的位置和數(shù)量及尺寸等參數(shù)應保證速率輸入桿6能夠進行穩(wěn)定的徑向運動且不發(fā)生失穩(wěn)等破壞。導向鋼管9和速率傳入桿6間應用摩擦系數(shù)較小的柔性材料10填充，防止速率輸入桿6和導向鋼管9直接摩擦產(chǎn)生損傷等。
[0007]所述齒輪5、軸承3和葉片2的規(guī)格應根據(jù)抗震設計需求確定。齒輪5的齒根處的線速率和速率輸入桿6的徑向速率相同，軸承3和齒輪5的角速度相同，因此可以通過調(diào)整齒輪5和軸承3的直徑進行一次速率調(diào)整，還可在齒輪5和速率輸入桿6間再布置齒輪進行速率放大，提高旋轉型粘滯阻尼器的耗能能力。
[0008]所述葉片2采用單葉式或雙葉式或四葉式形式，葉片2的面積和數(shù)量決定粘滯型阻尼器的耗能能力，葉片2的厚度應保證葉片的穩(wěn)定性，葉片2的形狀根據(jù)設計需求確定。
[0009]所述速率輸入桿6和連接桿8應安裝在不同的結構構件上，以相對變形或相對運動速率較大為宜。
【附圖說明】
[0010]圖1為旋轉式粘滯阻尼器的結構示意圖。
[0011]圖2為A-A截面，速率輸入系統(tǒng)。
[0012]圖3為B-B截面，耗能系統(tǒng)。
[0013]附圖標記說明:
[0014]1-油缸;2-葉片;3-軸承;4-傳動桿;5-齒輪;6_速率輸入桿;7_封閉式保護殼;8_連接桿;9-導向鋼管；I O-摩擦系數(shù)較小的柔性材料。
【具體實施方式】
[0015]如圖1-3所示的旋轉式粘滯阻尼器包括速率輸入系統(tǒng)、速率轉換系統(tǒng)和耗能系統(tǒng)三部分。其中，速率輸入系統(tǒng)由封閉式保護殼7、齒輪5、速率輸入桿6和導向鋼管9構成，導向鋼管9和速率輸入桿6間填充摩擦系數(shù)較小的柔性材料10，所述封閉式保護殼7宜固定在油缸2;速率轉換系統(tǒng)齒輪5、傳動桿4和軸承3構成，其中傳動桿4和油缸I間進行封閉處理，與封閉式保護殼7的連接處用導向鋼管9連接，導向鋼管9和傳動桿4間用摩擦系數(shù)較小的柔性材料10進行填充;耗能系統(tǒng)由軸承3、葉片2和油缸I構成，其中油缸I通過連接桿8和結構構件進行連接。
[0016]本實施案例中，齒輪5和軸承3的直徑相同，即線速率按I: I進行傳輸，未安裝速率放大裝置。所有構件的尺寸均根據(jù)抗震計算及相關要求確定。
[0017]結構的相對運動速率通過速率輸入桿6輸入到旋轉式粘滯阻尼器中，通過速率輸入桿端部的齒帶動齒輪5轉動，齒輪5帶動傳動桿4轉動，傳動桿4帶動軸承3轉動，軸承3帶動葉片轉動，葉片在油缸中轉動產(chǎn)生粘滯阻尼，耗散地震能量。
【主權項】
1.一種旋轉型粘滯阻尼器，其特征在于:該阻尼器包括速率輸入系統(tǒng)、速率轉換系統(tǒng)和耗能系統(tǒng)三部分;其中，速率輸入系統(tǒng)由封閉式保護殼(7)、齒輪(5)、速率輸入桿(6)和導向鋼管(9)構成，齒輪(5)與速率輸入桿(6)相嚙合，齒輪(5)與速率輸入桿(6)組裝的結構安裝在封閉式保護殼(7)內(nèi)，速率輸入桿(6)的端部安裝在一個導向鋼管(9)內(nèi)，導向鋼管(9)和速率輸入桿(6)間填充有柔性材料(10)，所述封閉式保護殼(7)與油缸(I)固定;速率轉換系統(tǒng)由齒輪(5)、傳動桿(4)和軸承(3)構成，傳動桿(4)與油缸(I)連接，傳動桿(4)與齒輪(5)中心相連接，其中傳動桿(4)和油缸(I)間進行封閉處理，與封閉式保護殼(7)的連接處能夠留出空隙或設置另一個導向鋼管(9)，傳動桿(4)與另一個導向鋼管(9)之間填充有柔性材料(10);耗能系統(tǒng)由軸承(3)、葉片(2)和油缸(I)構成，葉片(2)中間設有軸承(3)，葉片(2)安裝在油缸(I)內(nèi)，油缸(I)通過連接桿(8)和一個結構構件進行連接。2.根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型粘滯阻尼器，其特征在于:所述速率輸入桿(6)—端與另一個結構構件相連，另一端一側設有嗤合齒，各嗤合齒的齒距和齒輪(5)相匹配，齒數(shù)應滿足旋轉型粘滯阻尼器耗能的需求，根據(jù)設計確定;速率輸入桿(6)的截面尺寸應根據(jù)設計確定，滿足速率傳動和穩(wěn)定性的需求;封閉式保護殼(7)和導向鋼管(9)的長度根據(jù)設計需求確定，導向鋼管(9)的位置和數(shù)量及尺寸等參數(shù)應保證速率輸入桿(6)能夠進行穩(wěn)定的徑向運動且不發(fā)生失穩(wěn)破壞;導向鋼管(9)和速率傳入桿(6)間應用摩擦系數(shù)較小的柔性材料(10)填充，防止速率輸入桿(6)和導向鋼管(9)直接摩擦產(chǎn)生損傷。3.根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型粘滯阻尼器，其特征在于:所述齒輪(5)、軸承(3)和葉片(2)的規(guī)格應根據(jù)抗震設計需求確定;齒輪(5)的齒根處的線速率和速率輸入桿(6)的徑向速率相同，軸承(3)和齒輪(5)的角速度相同，因此通過調(diào)整齒輪(5)和軸承(3)的直徑進行一次速率調(diào)整，還能夠在齒輪(5)和速率輸入桿(6)間再布置齒輪進行速率放大，提高旋轉型粘滯阻尼器的耗能能力。4.根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型粘滯阻尼器，其特征在于:所述葉片(2)采用單葉式或雙葉式或四葉式形式，葉片(2)的面積和數(shù)量決定粘滯型阻尼器的耗能能力，葉片(2)的厚度保證其穩(wěn)定性，葉片(2)的形狀根據(jù)設計需求確定。5.根據(jù)權利要求1所述的一種旋轉型粘滯阻尼器，其特征在于:所述速率輸入桿(6)和連接桿(8)應安裝在不同的結構構件上，以相對變形或相對運動速率較大為宜。
【專利摘要】一種旋轉式粘滯阻尼器，屬于土木工程結構抗震控制與加固技術領域；該阻尼器包括速率輸入系統(tǒng)、速率轉換系統(tǒng)和耗能系統(tǒng)三部分，齒輪與速率輸入桿相嚙合，齒輪與速率輸入桿組裝的結構安裝在封閉式保護殼內(nèi)；傳動桿與油缸連接，傳動桿與齒輪中心相連接；耗能系統(tǒng)由軸承、葉片和油缸構成，葉片中間設有軸承，葉片安裝在油缸內(nèi)，油缸通過連接桿和一個結構構件進行連接。該阻尼器具有結構簡單、實現(xiàn)方便、成本可觀、布置靈活、耗能能力顯著等特點，還可利用齒輪傳動原理對其進行位移放大，具有廣闊的應用前景。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN105714953
【申請?zhí)枴緾N201610141618
【發(fā)明人】徐帥, 郭小東
【申請人】北京工業(yè)大學