本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種消能減震裝置，尤其是通過(guò)齒輪提供放大位移的摩擦阻尼器。

背景技術(shù)：

消能減震技術(shù)是在結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力構(gòu)件中并聯(lián)阻尼器，由阻尼器消耗大部分的地震能量，從而保證主體結(jié)構(gòu)的安全，是一種積極有效的抗震策略?，F(xiàn)有阻尼器工作時(shí)的位移通常與連接點(diǎn)的相對(duì)位移相等，故阻尼器宜設(shè)置在結(jié)構(gòu)相對(duì)變形較大的位置，如結(jié)構(gòu)相對(duì)變形小，阻尼器因位移小而不能有效發(fā)揮其耗能功能。為此，學(xué)者們研發(fā)了新技術(shù)使得阻尼器的位移大于連接點(diǎn)的相對(duì)位移，如：公開(kāi)號(hào)為cn104314192a的專利中公開(kāi)了帶位移放大裝置的阻尼器，即利用杠桿原理增大阻尼器的位移，但杠桿傳遞效率較低，只有阻尼器尺寸很大時(shí)才能獲得較大的位移，這樣就造成了安裝施工的不便，也影響了建筑的使用功能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種位移放大型摩擦阻尼器，該阻尼器在地震時(shí)能利用齒輪傳動(dòng)原理實(shí)現(xiàn)阻尼器工作位移大于連接點(diǎn)的相對(duì)位移，具有良好的耗能能力，且構(gòu)造簡(jiǎn)單、安裝方便。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

位移放大型摩擦阻尼器，包括下連接板、下摩擦片、主板、上后摩擦片、上前摩擦片、后角鋼、前角鋼、下齒條、三聯(lián)齒輪、雙連桿、上齒條、u形連接件、高強(qiáng)螺栓、限位螺栓、齒輪轉(zhuǎn)軸和定位銷；主板位于下連接板及分離布置的前角鋼、后角鋼之間，下摩擦片用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼于下連接板的上表面，上后摩擦片和上前摩擦片分別用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼于后角鋼和前角鋼的下表面，高強(qiáng)螺栓將粘有下摩擦片的下連接板、主板、粘有上后摩擦片的后角鋼和粘有上前摩擦片的前角鋼聯(lián)接；三聯(lián)齒輪、上齒條、下齒條和雙連桿位于后角鋼和前角鋼中間，齒輪轉(zhuǎn)軸穿過(guò)前角鋼、三聯(lián)齒輪和后角鋼，定位銷和限位螺栓穿過(guò)前角鋼、雙連桿和后角鋼，下齒條焊接于主板上表面，上齒條焊接于雙連桿下表面，u形連接件焊接于雙連桿端部。

三聯(lián)齒輪由第一齒輪和第二齒輪構(gòu)成，第一齒輪半徑大于第二齒輪半徑，第一齒輪和下齒條相嚙合，第二齒輪和上齒條相嚙合。

位移放大型摩擦阻尼器包括摩擦單元和齒輪傳動(dòng)單元兩個(gè)功能單元。摩擦單元由下連接板、下摩擦片、主板、上后摩擦片、上前摩擦片、后角鋼、前角鋼和高強(qiáng)螺栓組成；齒輪傳動(dòng)單元由下齒條、三聯(lián)齒輪、雙連桿、上齒條、u形連接件、齒輪轉(zhuǎn)軸和限位螺栓組成。位移放大型摩擦阻尼器工作原理如下：

①高強(qiáng)螺栓將粘有下摩擦片的下連接板、主板和粘有上后摩擦片的后角鋼、粘有上前摩擦片的前角鋼聯(lián)結(jié)，通過(guò)施加正壓力可調(diào)節(jié)摩擦單元的摩擦力。

②荷載作用下，焊有上齒條的雙連桿發(fā)生移動(dòng)，上齒條帶動(dòng)第二齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，以至于驅(qū)動(dòng)三聯(lián)齒輪發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)；當(dāng)?shù)谝积X輪與下齒條的嚙合力大于摩擦單元的最大靜摩擦力時(shí)，焊有下齒條的主板會(huì)與粘有下摩擦片的下連接板、粘有上前摩擦片的前角鋼和粘有上后摩擦片的后角鋼發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)從而產(chǎn)生摩擦力耗散能量。由于第一齒輪和第二齒輪具有相同的角速度，令r1和r2分別表示第一齒輪半徑和第二齒輪半徑，根據(jù)齒輪傳動(dòng)原理可知摩擦單元的滑動(dòng)位移與雙連桿位移之比為r1/r2，實(shí)現(xiàn)了位移放大型摩擦阻尼器的位移放大功能。

本發(fā)明的有益效果是：①位移放大型摩擦阻尼器利用齒輪傳動(dòng)原理放大了該阻尼器的滑動(dòng)摩擦位移，具有耗能能力強(qiáng)和工作性能穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)；②位移放大型摩擦阻尼器除了摩擦片其余材料都是鋼材，通過(guò)螺栓連接和焊接，制作方便，成本低廉；③位移放大型摩擦阻尼器和工程結(jié)構(gòu)用螺栓連接和銷栓連接，施工方便，易于檢修和更換。

附圖說(shuō)明

圖1是位移放大型摩擦阻尼器示意圖。

圖2是圖1中摩擦單元示意圖。

圖3是圖1中齒輪傳動(dòng)單元示意圖。

圖4是圖1中下連接板示意圖。

圖5是圖1中下摩擦片示意圖。

圖6是圖1中主板示意圖。

圖7是圖1中上后摩擦片示意圖。

圖8是圖1中上前摩擦片示意圖。

圖9是圖1中后角鋼示意圖。

圖10是圖1中前角鋼示意圖。

圖11是圖1中下齒條示意圖。

圖12是圖1中三聯(lián)齒輪示意圖。

圖13是圖3中上齒條示意圖。

圖14是圖1中焊有u形連接件的雙連桿示意圖。

圖15是圖1中齒輪轉(zhuǎn)軸示意圖。

圖16是圖1中定位銷示意圖

圖中，1-下連接板，2-下摩擦片，3-主板，4-上后摩擦片，5-上前摩擦片，6-后角鋼，7-前角鋼，8-下齒條，9-三聯(lián)齒輪，10-雙連桿，11-上齒條，12-u形連接件，13-高強(qiáng)螺栓，14-限位螺栓，15-齒輪轉(zhuǎn)軸，16-定位銷，401-下連接板螺栓孔，402-下連接板固定螺栓孔，501-下摩擦片螺栓孔，601-主板長(zhǎng)槽孔，701-上后摩擦片螺栓孔，801-上前摩擦片螺栓孔，901-后角鋼限位孔，902-后角鋼轉(zhuǎn)軸孔，903-后角鋼螺栓孔，904-后角鋼定位孔，1001-前角鋼限位孔，1002-前角鋼轉(zhuǎn)軸孔，1003-前角鋼螺栓孔，1004-前角鋼定位孔，1201-第一齒輪，1202-第二齒輪，1203-三聯(lián)齒輪中軸孔，1401-雙連桿限位孔，1402-銷栓孔，1403-雙連桿定位孔。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

根據(jù)圖1和圖3所示，位移放大型摩擦阻尼器，包括下連接板1、下摩擦片2、主板3、上后摩擦片4、上前摩擦片5、后角鋼6、前角鋼7、下齒條8、三聯(lián)齒輪9、雙連桿10、上齒條11、u形連接件12、高強(qiáng)螺栓13、限位螺栓14、齒輪轉(zhuǎn)軸15和定位銷16。

根據(jù)圖2、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示，兩個(gè)高強(qiáng)螺栓13穿過(guò)后角鋼螺栓孔903、上后摩擦片螺栓孔701、主板長(zhǎng)槽孔601、下摩擦片螺栓孔501和下連接板螺栓孔401，另外兩個(gè)高強(qiáng)螺栓13穿過(guò)前角鋼螺栓孔1003、上前摩擦片螺栓孔801、主板長(zhǎng)槽孔601、下摩擦片螺栓孔501和下連接板螺栓孔401。

根據(jù)圖1、圖3、圖11、圖12、圖13和圖15所示，三聯(lián)齒輪9由第一齒輪1201和第二齒輪1202構(gòu)成，第一齒輪1201半徑大于第二齒輪1202，第一齒輪1201與下齒條8相嚙合，第二齒輪1202與上齒條11相嚙合，下齒條8焊接于主板3上表面，上齒條11焊接于雙連桿10下表面，齒輪轉(zhuǎn)軸15穿過(guò)前角鋼轉(zhuǎn)軸孔1002、三聯(lián)齒輪中軸孔1203和后角鋼轉(zhuǎn)軸孔902。

根據(jù)圖1、圖14和圖16所示，雙連桿10位于后角鋼6和前角鋼7中間。定位銷16穿過(guò)前角鋼定位孔1004、雙連桿定位孔1403和后角鋼定位孔904，兩個(gè)限位螺栓14穿過(guò)前角鋼限位孔1001、雙連桿限位孔1401和后角鋼限位孔901。

根據(jù)圖2、圖5、圖7、圖8、圖9和圖10所示，下摩擦片2用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼在下連接板1的上表面，上后摩擦片4和上前摩擦片5分別用環(huán)氧樹(shù)脂粘貼在后角鋼6和前角鋼7的下表面，上后摩擦片4和上前摩擦片5構(gòu)造和尺寸完全相同，后角鋼6和前角鋼7構(gòu)造和尺寸完全相同。

該位移放大型摩擦阻尼器的裝配施工過(guò)程如下：

①采用環(huán)氧樹(shù)脂將下摩擦片2粘貼在下連接板1的上表面，將上后摩擦片4和上前摩擦片5分別粘貼在后角鋼6和前角鋼7的下表面；將下齒條8焊接在主板3的上表面，上齒條11焊接在雙連桿10的下表面；將u形連接件12焊接在雙連桿10的端部；

②兩個(gè)高強(qiáng)螺栓13穿過(guò)后角鋼螺栓孔903、上后摩擦片螺栓孔701、主板長(zhǎng)槽孔601、下摩擦片螺栓孔501和下連接板螺栓孔401，另外兩個(gè)高強(qiáng)螺栓13穿過(guò)前角鋼螺栓孔1003、上前摩擦片螺栓孔801、主板長(zhǎng)槽孔601、下摩擦片螺栓孔501和下連接板螺栓孔401，各構(gòu)件的孔位中心同軸，高強(qiáng)螺栓13預(yù)緊施加正壓力；

③三聯(lián)齒輪9位于后角鋼6和前角鋼7中間，齒輪轉(zhuǎn)軸15穿過(guò)前角鋼轉(zhuǎn)軸孔1002、三聯(lián)齒輪中軸孔1203和后角鋼轉(zhuǎn)軸孔902，并由螺母固定，第一齒輪1201與下齒條8嚙合；

④雙連桿10位于后角鋼6和前角鋼7中間，定位銷16穿過(guò)前角鋼定位孔1004、雙連桿定位孔1403和后角鋼定位孔904，兩個(gè)限位螺栓14穿過(guò)前角鋼限位孔1001、雙連桿限位孔1401和后角鋼限位孔901，第二齒輪1202與焊接在雙連桿10下表面的上齒條11嚙合；

⑤位移放大型摩擦阻尼器下連接板1通過(guò)下連接板固定螺栓孔402與工程結(jié)構(gòu)螺栓連接，u形連接件12通過(guò)銷栓孔1402與工程結(jié)構(gòu)銷栓連接；

⑥拔出定位銷16，進(jìn)入可工作狀態(tài)。