專利名稱：阻尼力可調(diào)的粘滯阻尼器的制作方法
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，可用于工程結(jié)構(gòu)的消能減震(振)與振動(dòng) 控制。
背景技術(shù)：
消能減震(振)技術(shù)是一種有效的結(jié)構(gòu)控制技術(shù)，它通過(guò)在結(jié)構(gòu)的適當(dāng)位置安裝 消能減震(振)裝置，利用這些裝置的耗能來(lái)減小結(jié)構(gòu)在地震、大風(fēng)或其它動(dòng)力荷載 作用下的動(dòng)力響應(yīng)。粘滯阻尼器即為一種性能優(yōu)良的消能減震(振)裝置。目前，國(guó) 內(nèi)對(duì)粘滯阻尼器的研發(fā)還未達(dá)到系統(tǒng)化、系列化和產(chǎn)業(yè)化的程度，研制和開(kāi)發(fā)性能穩(wěn) 定可控、耗能能力強(qiáng)的阻尼器，對(duì)于打破國(guó)外的技術(shù)壟斷，掌握具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 專有技術(shù)，生產(chǎn)出性能優(yōu)良的阻尼器產(chǎn)品，具有重要的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題為了改善常規(guī)粘滯阻尼器的性能，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、耗能能力強(qiáng)的阻尼力可調(diào)的粘滯阻尼器。
技術(shù)方案本實(shí)用新型的阻尼力可調(diào)的粘滯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)桿位于活塞和兩個(gè)導(dǎo)向套中，導(dǎo)桿的外端 連接連接耳環(huán)；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(guò)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(guò)連接螺母連接副缸耳環(huán)；在活塞中設(shè)有單向壓差調(diào)節(jié)裝置，該單向 壓差調(diào)節(jié)裝置由前閥閥芯、復(fù)位彈簧、中空壓緊螺栓組成前閥；后閥閥芯、調(diào)壓彈簧、 封底螺栓組成后閥；前閥與后閥通過(guò)連接通道相通，支溢流通道將前閥、后閥與主溢 流通道連通；阻尼孔道與單向壓差調(diào)節(jié)裝置并聯(lián)對(duì)稱設(shè)置于活塞上。
所述的導(dǎo)向套與導(dǎo)桿之間通過(guò)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(guò)三道橡膠IIO型圈進(jìn)行密封；活塞與主缸筒之間采用兩道孔用聚氨酯油封進(jìn)行密封。
缸筒采用高強(qiáng)度合金鋼無(wú)縫鋼管，并對(duì)其內(nèi)表面采用冷擠壓工藝，增強(qiáng)耐磨性， 防止在工作過(guò)程中被活塞拉毛或劃傷而產(chǎn)生泄漏。
導(dǎo)桿采用高強(qiáng)度合金鋼實(shí)心導(dǎo)桿，外表面鍍硬鉻，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。
在活塞上對(duì)稱開(kāi)有兩對(duì)阻尼孔道和裝配通道，阻尼孔道沿活塞通長(zhǎng)設(shè)置，裝配通 道內(nèi)安裝壓差調(diào)節(jié)裝置。該調(diào)節(jié)裝置由前閥和后閥兩部分組成，前閥用于控制調(diào)節(jié)裝 置的溢流量，前閥的啟閉特性主要取決于其前、后腔的壓力差，而該壓力差主要由后 閥進(jìn)行調(diào)節(jié)。后閥開(kāi)啟值由調(diào)壓彈簧控制，后閥開(kāi)啟后流經(jīng)后閥口的流量增大，因此 使前閥閥芯前、后腔的壓差加大，當(dāng)作用于前閥閥芯前、后端的液壓力差達(dá)到和超過(guò) 前閥復(fù)位彈簧力時(shí)，前闊開(kāi)啟。前閥復(fù)位彈簧不起調(diào)壓作用，僅是為了在系統(tǒng)內(nèi)壓強(qiáng) 小于開(kāi)啟壓強(qiáng)時(shí)，克服摩擦力使前閥芯及時(shí)復(fù)位，所以前陶復(fù)位彈簧剛度較小，前閥 閥芯因?yàn)橐缌髁康淖兓a(chǎn)生的位移不會(huì)導(dǎo)致控制壓強(qiáng)發(fā)生顯著變化，當(dāng)前閥流量發(fā) 生很大變化時(shí)，后閥流量只會(huì)發(fā)生微小的變化，所以該裝置的控壓精度較高。
阻尼器在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中，當(dāng)活塞相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較小時(shí)，缸筒內(nèi)活塞兩邊的壓差也較 小，高壓腔的壓力沒(méi)有達(dá)到壓差調(diào)節(jié)裝置的開(kāi)啟壓力，此時(shí)除調(diào)節(jié)裝置的少量泄漏外， 阻尼介質(zhì)基本都是在壓差作用下，通過(guò)與調(diào)節(jié)裝置并聯(lián)的阻尼孔道從缸筒內(nèi)高壓腔流 往低壓腔。在流動(dòng)過(guò)程中，由于粘滯流體的粘性摩擦造成能量損失，從而耗散外界輸 入的機(jī)械能。
如果外界激勵(lì)作用加大，隨著活塞運(yùn)動(dòng)速度的加快，阻尼器缸筒內(nèi)活塞兩端的壓 差也相應(yīng)加大。當(dāng)高壓腔內(nèi)阻尼介質(zhì)的壓力達(dá)到或超過(guò)壓差調(diào)節(jié)裝置的開(kāi)啟壓力時(shí)， 調(diào)節(jié)裝置對(duì)高壓腔內(nèi)的阻尼介質(zhì)進(jìn)行溢流，通過(guò)前閥閥芯位移的多少調(diào)節(jié)泄流量的大 小，從而限制阻尼器缸筒高壓腔壓力的增大，使活塞兩邊的壓差基本保持穩(wěn)定；在此 同時(shí)，阻尼介質(zhì)仍舊在壓差作用下，通過(guò)阻尼孔道從缸筒內(nèi)的高壓腔流往低壓腔，只 是阻尼孔兩端的壓差變化不大，所以阻尼器的最大輸出阻尼力能夠限制在設(shè)計(jì)范圍 內(nèi)。同壓差調(diào)節(jié)裝置開(kāi)啟前相比，此時(shí)通過(guò)活塞的總流量為流經(jīng)調(diào)節(jié)裝置與阻尼孔道 的阻尼介質(zhì)流量之和。
可控式粘滯阻尼器，通過(guò)調(diào)整阻尼孔徑、活塞有效面積等措施提高阻尼系數(shù)，使 得阻尼器在較小的外界激勵(lì)下能夠得到較大的輸出阻尼力，具備較大的耗能能力；而 當(dāng)外界激勵(lì)較大時(shí)，阻尼器活塞上的壓差調(diào)節(jié)裝置參與工作，將阻尼器的最大輸出阻尼力限制在設(shè)計(jì)要求范圍內(nèi)，保證原結(jié)構(gòu)的安全以及阻尼器(包括支撐)的正常工作。 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)定的阻尼力可調(diào) 的粘滯阻尼器。該阻尼器在活塞上專門(mén)設(shè)計(jì)裝配了壓差調(diào)節(jié)裝置，以實(shí)現(xiàn)阻尼器性能 的可控化。壓差調(diào)節(jié)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小巧，響應(yīng)速度快。阻尼器工作時(shí)，如果外 界的激勵(lì)較小，阻尼介質(zhì)在活塞兩端壓差的作用下往復(fù)流經(jīng)與調(diào)節(jié)裝置并聯(lián)的阻尼孔 道，消耗外界輸入的能量；若外界激勵(lì)作用加大，當(dāng)活塞兩端壓差達(dá)到或超過(guò)調(diào)節(jié)裝 置開(kāi)啟值時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)裝置的溢流作用，使活塞兩邊的壓差基本保持穩(wěn)定，從而控制 阻尼器的最大輸出阻尼力。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式進(jìn)一步對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。
圖l是本發(fā)明的外觀示意圖2是阻尼器結(jié)構(gòu)縱剖面構(gòu)造示意圖3是阻尼器活塞裝配示意圖4是圖3A-A剖面圖5是圖3B-B剖面圖6是阻尼器活塞加工示意圖7是圖6C-C剖面圖。
圖中l(wèi)連接耳環(huán)；2導(dǎo)桿；3壓緊螺母；4導(dǎo)向套；5主缸筒；6活塞；7中空壓 緊螺栓；8前閥閥芯；9后閥閥芯；IO封底螺栓；ll主副缸連接螺母；12副缸筒；13 連接螺母；14副缸耳環(huán)；15矩形密封圈；16軸用聚氨酯油封；17雙金屬滑動(dòng)軸承； 18主溢流通道；19復(fù)位彈簧；20調(diào)壓彈簧；21阻尼介質(zhì)；22橡膠IIO型圈；23阻 尼孔道；24裝配通道；25連接通道；26支溢流通道；27孔用聚氨酯油封；28單向壓 差調(diào)節(jié)裝置。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的阻尼力可調(diào)的粘滯阻尼器主要包括導(dǎo)桿2、導(dǎo)向套4、主缸筒5、副 缸筒12、活塞6、阻尼孔道23、前閥閥芯8、復(fù)位彈簧19、后閥閥芯9、調(diào)壓彈簧20、 主溢流通道18、支溢流通道26、阻尼介質(zhì)21、密封裝置15、 16、 22、 27及連接裝置1、 14 (參見(jiàn)


圖1、圖2)。其中，前閥閥芯8、復(fù)位彈簧19、后閥閥芯9、調(diào)壓彈簧 20、中空壓緊螺栓6、封底螺栓IO、連接通道25以及溢流通道18、 26配合組成單向 壓差調(diào)節(jié)裝置28 (參見(jiàn)圖4)。
本實(shí)用新型的阻尼器活塞6上根據(jù)需要并聯(lián)對(duì)稱設(shè)置阻尼孔道23以及單向壓差 調(diào)節(jié)裝置28 (參見(jiàn)圖3)。阻尼孔道23沿活塞6通長(zhǎng)設(shè)置(參見(jiàn)圖5)。單向壓差調(diào)節(jié) 裝置28在活塞6上正反對(duì)稱布置(參見(jiàn)圖4)。
阻尼器活塞6安裝在導(dǎo)桿2的中間位置；導(dǎo)桿2兩端與缸筒5之間各設(shè)有導(dǎo)向套 4一套，導(dǎo)向套4為環(huán)型， 一端通過(guò)卡槽卡在缸筒5上，外部通過(guò)壓緊螺母3與缸筒 5固定；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，并通過(guò)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(guò)三道橡膠IIO型圈22進(jìn)行 密封；活塞8與缸筒5之間采用兩道孔用聚氨酯油封27進(jìn)行密封；在阻尼器兩端還 分別裝配有與外界相連的連接耳環(huán)1和副缸耳環(huán)14 (參見(jiàn)圖2)。
實(shí)際制造時(shí)，首先根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)(截面形狀、直徑、深度、位置等)在活塞6上 先后加工出裝配通道24、連接通道25、主溢流通道18、支溢流通道26。加工支溢流 通道26時(shí)，在活塞6外側(cè)沿徑向?qū)⒅饕缌魍ǖ?8和裝配通道24打通，再將支溢流 通道26在活塞6外側(cè)到主溢流通道18之間段封堵，連接通道25前后兩段裝配通道 24都要通過(guò)支溢流通道26與主溢流通道18相連通(參見(jiàn)圖6、圖7)。活塞6上還須 根據(jù)設(shè)計(jì)孔徑要求加工兩條對(duì)稱、通長(zhǎng)的阻尼孔道23 (參見(jiàn)圖5、圖6)。
活塞6加工完成后，進(jìn)行單向壓差調(diào)節(jié)裝置28的裝配(參見(jiàn)圖3、圖4)。在主 溢流通道18出口一側(cè)的裝配通道24內(nèi)，依次裝入后閥閥芯9、調(diào)壓彈簧20及封底螺 栓10;在連接通道25另一側(cè)的裝配通道24內(nèi)，先后裝入復(fù)位彈簧19、前閥閥芯8 以及中空壓緊螺栓7。
上述步驟完成后，將活塞6裝配于導(dǎo)桿2的中間位置，在活塞6外側(cè)加上兩道孔 用聚氨酯油封27，然后將導(dǎo)桿2兩端套上導(dǎo)向套4，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)l、 14，完成整個(gè)阻尼器的制作。在裝配過(guò)程中，必須注意做好各部位的密 封措施。
權(quán)利要求1、一種阻尼力可調(diào)的粘滯阻尼器，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(6)，兩端分別設(shè)有導(dǎo)向套(4)，導(dǎo)桿(2)位于活塞(6)和兩個(gè)導(dǎo)向套(4)中，導(dǎo)桿(2)的外端連接連接耳環(huán)(1)；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(guò)連接螺母(11)連接副缸筒(12)，主缸筒(5)內(nèi)的活塞(6)兩端的空腔內(nèi)注滿阻尼介質(zhì)(21)；副缸筒(12)的外端通過(guò)連接螺母(13)連接副缸耳環(huán)(14)；在活塞(6)中設(shè)有單向壓差調(diào)節(jié)裝置(28)，該單向壓差調(diào)節(jié)裝置(28)由前閥閥芯(8)、復(fù)位彈簧(19)、中空壓緊螺栓(7)組成前閥；后閥閥芯(9)、調(diào)壓彈簧(20)、封底螺栓(10)組成后閥；前閥與后閥通過(guò)連接通道(25)相通，支溢流通道(26)將前閥、后閥與主溢流通道(18)連通；阻尼孔道(23)與單向壓差調(diào)節(jié)裝置(28)并聯(lián)對(duì)稱設(shè)置于活塞(6)上。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼力可調(diào)的粘滯阻尼器，其特征是所述的導(dǎo)向套 (4)與導(dǎo)桿(2)之間通過(guò)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(guò)三道橡膠IIO型圈(22)進(jìn)行密封；活塞(6)與主 缸筒(5)之間采用兩道孔用聚氨酯油封(27)進(jìn)行密封。
專利摘要阻尼力可調(diào)的粘滯阻尼器可用于工程結(jié)構(gòu)的消能減震(振)與振動(dòng)控制，在主缸筒(5)內(nèi)的中部設(shè)有活塞(6)，兩端分別設(shè)有導(dǎo)向套(4)，導(dǎo)桿(2)位于活塞(6)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)；活塞(6)兩端的空腔內(nèi)注滿阻尼介質(zhì)(21)；副缸筒(12)的外端通過(guò)連接螺母(13)連接副缸耳環(huán)(14)；在活塞(6)中設(shè)有單向壓差調(diào)節(jié)裝置(28)，該單向壓差調(diào)節(jié)裝置(28)由前閥閥芯(8)、復(fù)位彈簧(19)、中空壓緊螺栓(7)組成前閥；后閥閥芯(9)、調(diào)壓彈簧(20)、封底螺栓(10)組成后閥；前閥與后閥通過(guò)連接通道(25)相通，支溢流通道(26)將前閥、后閥與主溢流通道(18)連通；阻尼孔道(23)與單向壓差調(diào)節(jié)裝置(28)并聯(lián)對(duì)稱設(shè)置于活塞(6)上。
文檔編號(hào)F16F9/34GK201396390SQ20092004583
公開(kāi)日2010年2月3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(ài)群, 鎮(zhèn) 黃 申請(qǐng)人:東南大學(xué)