專利名稱：大出力快速響應(yīng)阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種工程結(jié)構(gòu)減振裝置，可以有效的抑制工程結(jié)構(gòu)在地震和風(fēng) 振作用下的結(jié)構(gòu)振動(dòng)響應(yīng)。
背景技術(shù)：
利用粘滯阻尼器進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制的研究在發(fā)達(dá)國(guó)家最早始于軍工企業(yè)，隨 著研究的深入進(jìn)行，這一技術(shù)逐歩進(jìn)入民用領(lǐng)域，如航空航天、鐵路機(jī)車、汽車、 機(jī)械設(shè)備以及土木工程等，均取得了比較滿意的使用效果。時(shí)至今日，全球已在 數(shù)以百計(jì)的工程中使用了粘滯阻尼器，涉及到高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)、橋梁、鐵道、 體育館、海洋石油平臺(tái)甚至衛(wèi)星發(fā)射塔等多種結(jié)構(gòu)形式。
出于商業(yè)利益的考慮，國(guó)外對(duì)此類產(chǎn)品僅有一些大致的介紹，詳細(xì)的設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)和應(yīng)用等技術(shù)資料并不多見，處于技術(shù)壟斷地位。國(guó)內(nèi)對(duì)粘滯阻尼器的研究 起歩較晚，目前對(duì)于粘滯阻尼器的開發(fā)，結(jié)構(gòu)形式比較單一，且技術(shù)不成熟。此 外，對(duì)于不同結(jié)構(gòu)形式阻尼器的研究，有助于開發(fā)出耗能能力更強(qiáng)、性能更穩(wěn)定 的阻尼器。
常規(guī)的粘滯阻尼器為了滿足工程對(duì)大噸位的設(shè)計(jì)要求，受到諸多工藝上限制， 且由于加工工藝及密封問題，常因滲漏影響阻尼器的使用壽命。因此，研發(fā)了一 種螺旋孔式粘滯阻尼器，輸出力大，耗能能力強(qiáng)，力學(xué)性能穩(wěn)定，且具有抗?jié)B性 好、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題為了克服常規(guī)粘滯阻尼器的不足，本實(shí)用新型提供了一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn) 單、加工方便、性能穩(wěn)定的大噸位大出力快速響應(yīng)阻尼器。
技術(shù)方案本實(shí)用新型的大出力快速響應(yīng)阻尼器以主缸筒為主體，在主缸筒
內(nèi)的中部設(shè)有活塞，兩端分別設(shè)有導(dǎo)向套，導(dǎo)桿的內(nèi)端位于活塞和兩個(gè)導(dǎo)向套中， 導(dǎo)桿的外端與連接耳環(huán)相接；在導(dǎo)向套與導(dǎo)桿之間設(shè)置雙金屬滑動(dòng)軸承；主缸筒
的一端封有壓緊螺母，另一端通過連接螺母連接副缸筒，主缸筒內(nèi)的活塞兩端的
空腔內(nèi)注滿阻尼介質(zhì)；副缸筒的外端通過連接螺母連接副缸耳環(huán)；在活塞中設(shè)有螺旋孔式阻尼裝置，該阻尼裝置是由阻尼棒插在活塞的對(duì)稱孔道中構(gòu)成的，在阻 尼棒外表面加工有螺旋槽，活塞借助壓板與半環(huán)鍵裝配在導(dǎo)桿的中間位置。
導(dǎo)向套與導(dǎo)桿之間通過矩形密封圈和軸用聚氮酯油封配合密封，導(dǎo)向套與缸
筒之間通過三道橡膠no型圈進(jìn)行密封。
活塞與主缸筒之間采用孔用聚氨酯油封與聚四氟乙烯矩形耐磨環(huán)聯(lián)合密封。 活塞與導(dǎo)桿之間采用橡膠no型圈進(jìn)行密封。
有益效果本實(shí)用新型提供了一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、加工方便、性能穩(wěn)定的大噸位 粘滯阻尼器。該阻尼器通過阻尼棒槽道與活塞孔道之間的配合，形成阻尼通道； 設(shè)置在阻尼棒外表面的螺旋槽道，既便于成批量加工，又在有限空間內(nèi)成倍加長(zhǎng) 了阻尼通道，可有效提高阻尼器的輸出阻尼力，增加阻尼器的消能減振效果。
對(duì)阻尼器缸筒、導(dǎo)桿及活塞等部位的加工工藝上及多道設(shè)防的密封措施，有 效的增強(qiáng)了阻尼器的抗?jié)B能力，延長(zhǎng)了阻尼器的使用壽命。
活塞"無軸向間隙"結(jié)構(gòu)，保證活塞與導(dǎo)桿同步運(yùn)動(dòng)，阻尼器能即時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu) 振動(dòng)做出響應(yīng)，迅速消耗外界輸入的振動(dòng)能量以保證結(jié)構(gòu)安全。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式進(jìn)一歩對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說明。


圖1為本實(shí)用新型的外觀示意圖2為阻尼器結(jié)構(gòu)縱剖面構(gòu)造示意圖3為阻尼器缸蓋部分裝配構(gòu)造示意圖4為阻尼器活塞裝配構(gòu)造示意圖5為阻尼器活塞加工圖6為圖5A-A剖面圖7為阻尼棒大樣圖。
圖中有連接耳環(huán)l;導(dǎo)桿2;壓緊螺母3;導(dǎo)向套4;主缸筒5;壓板6;半 環(huán)鍵7;活塞8;阻尼棒9;阻尼通道10;主副缸連接螺母ll;副缸筒12;連接 螺母13;副缸耳環(huán)14;矩形密封圈15;軸用聚氨酯油封16;雙金屬滑動(dòng)軸承17; 聚四氟乙烯矩形耐磨環(huán)18;橡膠IIO型圈19;孔用聚氨酯油封20;阻尼介質(zhì)21; 橡膠II0型圈22;阻尼棒螺旋槽道23;阻尼棒頂面槽道24;活塞孔道25。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的大出力快速響應(yīng)阻尼器。主要包括主缸筒5、副缸筒12、導(dǎo)桿2、
4導(dǎo)向套4、雙金屬滑動(dòng)軸承17、活塞8、阻尼棒9、阻尼介質(zhì)21、連接耳環(huán)l、副 缸耳環(huán)14以及矩形密封圈15、軸用聚氨酯油封16、橡膠IIO型圈19、孔用聚氨 酯油封20、橡膠II0型圈22、聚四氟乙烯矩形耐磨環(huán)18 (參見圖l、圖2)。阻尼 器導(dǎo)桿2與活塞8通過無軸向間隙結(jié)構(gòu)相連，活塞8上設(shè)置螺旋狀阻尼通道23(參 見圖4)，導(dǎo)桿2與缸筒5之間設(shè)有導(dǎo)向套4，在活塞8與缸筒5、導(dǎo)向套4與導(dǎo)桿 2、導(dǎo)向套4與缸筒5之間設(shè)有多道密封(參見圖3、圖4)，在阻尼器兩端還分別 裝配有與外界相連的連接耳環(huán)l、副缸耳環(huán)14。
本實(shí)用新型的阻尼器活塞8上根據(jù)需要對(duì)稱開有孔道25，活塞孔道25直徑與 阻尼棒9直徑一致(參見圖5、圖6)。為在活塞8上緊湊的空間內(nèi)有效的增加阻 尼通道的長(zhǎng)度，將阻尼通道設(shè)計(jì)成螺旋形式。直接在活塞內(nèi)加工出螺旋孔道在工 藝上不可行，所以設(shè)計(jì)在阻尼棒9的外表面加工出螺旋槽道23 (參見圖7)，由活 塞8與阻尼棒9配合組成阻尼通道(參見圖4)。在阻尼棒螺旋槽23的尾端，要與 阻尼棒9頂端的槽道24貫通，并與壓板6上的阻尼孔IO相連，共同組成連通活 塞8兩端的阻尼通道。
本實(shí)用新型中阻尼器活塞8的無軸向間隙結(jié)構(gòu)(參見圖4),通過壓板6與半 環(huán)鍵7的配合，將活塞8與導(dǎo)桿2鎖死，相互之間沒有間隙，使得活塞8能夠通 過導(dǎo)桿2實(shí)時(shí)響應(yīng)外界的振動(dòng)。在活塞8與缸筒5之間，設(shè)有聚四氟乙烯耐磨環(huán) 18和孔用聚氨酯油封20。
實(shí)際制造時(shí)，首先根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)(截面形狀、尺寸、螺距等，參見圖7)在阻 尼棒9外表面加工出螺旋槽23，再將加工后的阻尼棒9插入活塞8上的孔道25， 然后借助壓板6與半環(huán)鍵7將活塞裝配于導(dǎo)桿2的中間位置，在活塞8外側(cè)加上 聚四氟乙烯矩形耐磨環(huán)18和孔用聚氨酯油封20，然后將導(dǎo)桿2兩端各裝配導(dǎo)向套 4 一套，導(dǎo)向套4與導(dǎo)桿2之間設(shè)置雙金屬滑動(dòng)軸承17，放置到主缸筒5中，主 缸筒5的一端加上壓緊螺母3，另一端擰上主副缸連接螺母11并裝上副缸筒12， 灌入阻尼介質(zhì)21并封口，最后在阻尼器兩端加上連接耳環(huán)1和副缸耳環(huán)14，完成 整個(gè)阻尼器的制作。在裝配過程中，必須注意做好各部位的密封工作。
阻尼器主缸筒的一端封有壓緊螺母，另一端通過連接螺母連接副缸筒，缸筒 采用高強(qiáng)度合金鋼無縫鋼管，并對(duì)其內(nèi)表面采用冷擠壓工藝，或者采用珩磨和滾 壓工藝，提高缸筒內(nèi)表面的密度和精度，增強(qiáng)耐磨性，防止在工作過程中被活塞 拉毛或劃傷而產(chǎn)生泄漏。
阻尼器導(dǎo)桿采用高強(qiáng)度合金鋼實(shí)心導(dǎo)桿，除加工精度要求外，導(dǎo)桿外表面尚 需進(jìn)行鍍硬鉻處理，增強(qiáng)其強(qiáng)度、耐磨性和抗腐蝕能力，避免導(dǎo)桿表面的磨損，有利于提高阻尼器的密封效果。在惡劣條件下使用的阻尼器，則需在導(dǎo)桿表面噴 涂一層厚0.2mm的鎳基合金(鎳鉻硼硅)材料，其耐磨性是采用鍍鉻工藝導(dǎo)桿的 數(shù)倍(硬度為HV650 1060)，顯微顯示軟基體(鎳基)上彌散分布著高硬度的 化合物硬質(zhì)點(diǎn)，為多孔結(jié)構(gòu)，這種組織的自潤(rùn)滑性極佳，對(duì)密封材料具有很好的 耐磨性。
阻尼器缸蓋部分包括壓緊螺母、導(dǎo)向套和密封。導(dǎo)桿兩端各裝配導(dǎo)向套一套， 導(dǎo)向套為環(huán)型，安裝在導(dǎo)桿和缸筒之間， 一端通過卡槽卡在缸筒上，外部通過壓 緊螺母與缸筒固定。傳統(tǒng)金屬導(dǎo)向套承受徑向力且耐磨能力差，長(zhǎng)期工作使得導(dǎo) 桿與導(dǎo)向套間隙過大，阻尼器密封和工作穩(wěn)定性變差，進(jìn)而導(dǎo)致滲漏。因此，本 發(fā)明采用配有雙金屬滑動(dòng)軸承(表面涂層為聚四氟乙烯)的導(dǎo)向套，可以避免鋼 材之間直接接觸，降低導(dǎo)向套與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)桿之間的摩擦力，有效減小在部件表面產(chǎn) 生劃痕的概率，提高其抗彎曲性、對(duì)中性、自潤(rùn)滑耐磨性，從而保證阻尼器的工 作壽命。導(dǎo)向套與導(dǎo)桿之間通過矩形密封圈和軸用聚氨酯油封配合密封；導(dǎo)向套 與缸筒之間通過三道橡膠IIO型圈進(jìn)行密封。
本實(shí)用新型活塞設(shè)計(jì)了 "無軸向間隙"結(jié)構(gòu)，借助壓板與半環(huán)鍵的配合，將 活塞與導(dǎo)桿鎖死，從而減少運(yùn)動(dòng)過程中活塞對(duì)導(dǎo)桿的滯后影響，保證活塞與導(dǎo)桿 同步運(yùn)動(dòng)。這種結(jié)構(gòu)使得阻尼器對(duì)振動(dòng)非常敏感，在外界輸入能量的激勵(lì)作用下， 阻尼器響應(yīng)速度快，滯回曲線飽滿，可迅速取得明顯的能量耗散效果。
活塞與缸筒之間的密封采用聚四氟乙烯耐磨環(huán)與橡膠IIO型密封圈聯(lián)合使用 的方法，該方法使活塞與缸筒之間的摩擦系數(shù)極小，可有效減輕因活塞的往復(fù)運(yùn) 動(dòng)對(duì)缸筒的磨損，避免出現(xiàn)拉缸的情況，保證活塞與缸筒之間的有效密封?；钊?br> 與導(dǎo)桿之間采用橡膠no型圈進(jìn)行密封。
阻尼孔的大小、形狀是影響阻尼器性能的主要因素之一。在活塞上對(duì)稱開2 至6個(gè)大小相同的孔道，孔道內(nèi)安裝有阻尼棒，阻尼棒外表面加工有呈螺旋狀的
阻尼槽道。阻尼棒大小規(guī)格一致，僅其上開設(shè)的阻尼槽道截面形狀、大小及螺距 有變化。對(duì)同一個(gè)阻尼器，缸筒、導(dǎo)桿和活塞等主要部件尺寸可保持不變，僅通 過更換不同設(shè)計(jì)參數(shù)的阻尼棒，即可獲得不同的阻尼效果，便于標(biāo)準(zhǔn)、批量生產(chǎn)。
權(quán)利要求1、一種大出力快速響應(yīng)阻尼器，其特征是該阻尼器以主缸筒(5)為主體，在主缸筒(5)內(nèi)的中部設(shè)有活塞(8)，兩端分別設(shè)有導(dǎo)向套(4)，導(dǎo)桿(2)的內(nèi)端位于活塞(8)和兩個(gè)導(dǎo)向套(4)中，導(dǎo)桿(2)的外端與連接耳環(huán)(1)相接；在導(dǎo)向套(4)與導(dǎo)桿(2)之間設(shè)置雙金屬滑動(dòng)軸承(17)；主缸筒(5)的一端封有壓緊螺母(3)，另一端通過連接螺母(11)連接副缸筒(12)，主缸筒(5)內(nèi)的活塞(8)兩端的空腔內(nèi)注滿阻尼介質(zhì)(21)；副缸筒(12)的外端通過連接螺母(13)連接副缸耳環(huán)(14)；在活塞(8)中設(shè)有螺旋孔式阻尼裝置，該阻尼裝置是由阻尼棒(9)插在活塞(8)的對(duì)稱孔道(25)中構(gòu)成的，在阻尼棒(9)外表面加工有螺旋槽(23)，活塞(8)借助壓板(6)與半環(huán)鍵(7)裝配在導(dǎo)桿(2)的中間位置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大出力快速響應(yīng)阻尼器，其特征是導(dǎo)向套(4) 與導(dǎo)桿(2)之間通過矩形密封圈(15)和軸用聚氨酯油封(16)配合密封，導(dǎo)向 套(4)與缸筒(5)之間通過三道橡膠IIO型圈(22)進(jìn)行密封。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大出力快速響應(yīng)阻尼器，其特征是活塞(8)與 主缸筒(5)之間采用孔用聚氨酯油封(20)與聚四氟乙烯矩形耐磨環(huán)(18)聯(lián)合 密封。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大出力快速響應(yīng)阻尼器，其特征是活塞(8)與 導(dǎo)桿(2)之間采用橡膠IIO型圈(19)進(jìn)行密封。
專利摘要大出力快速響應(yīng)阻尼器是一種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、加工方便、性能穩(wěn)定的大噸位粘滯阻尼器。在主缸筒(5)內(nèi)的中部設(shè)有活塞(8)，兩端分別設(shè)有導(dǎo)向套(4)，導(dǎo)桿(2)的內(nèi)端位于活塞(8)和兩個(gè)導(dǎo)向套(4)中；在導(dǎo)向套(4)與導(dǎo)桿(2)之間設(shè)置雙金屬滑動(dòng)軸承(17)；主缸筒(5)的一端封有壓緊螺母(3)，另一端通過連接螺母(11)連接副缸筒(12)，活塞(8)兩端的空腔內(nèi)注滿阻尼介質(zhì)(21)；副缸筒(12)的外端通過連接螺母(13)連接副缸耳環(huán)(14)；在活塞(8)中設(shè)有螺旋孔式阻尼裝置，該阻尼裝置是由阻尼棒(9)插在活塞(8)的對(duì)稱孔道(25)中構(gòu)成的，在阻尼棒(9)外表面加工有螺旋槽(23)，活塞(8)借助壓板(6)與半環(huán)鍵(7)裝配在導(dǎo)桿(2)的中間位置。
文檔編號(hào)F16F9/36GK201412473SQ200920045830
公開日2010年2月24日 申請(qǐng)日期2009年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月13日
發(fā)明者劉康安, 彭?xiàng)鞅? 李愛群, 鎮(zhèn) 黃 申請(qǐng)人:東南大學(xué)