專利名稱：一種基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及抑制結(jié)構(gòu)振動的減振裝置，屬于工程結(jié)構(gòu)減振技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一 種基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器。適用于大跨度斜拉橋斜拉索的振動 控制，簡稱為油阻尼器。
背景技術(shù)：
結(jié)構(gòu)振動控制可以有效地減輕結(jié)構(gòu)在風(fēng)、地震、車輛等動力作用下的響應(yīng)和損傷 積累，有效地提高結(jié)構(gòu)的抗振性能，是大型工程結(jié)構(gòu)減振和抗災(zāi)變的有效措施。
斜拉索是斜拉橋的主要承力構(gòu)件，其具有很大的長細(xì)比和相對柔軟的特點(diǎn)，使得 索的自振頻率很低，其前幾階自振頻率一般在2Hz以下，索的模態(tài)阻尼比也很小，其對數(shù)衰 減率一般在O. 01以下，極易在風(fēng)、風(fēng)雨、地震及交通等外界激勵下振動過大，甚至產(chǎn)生大幅 的發(fā)散振動。
油阻尼器作為一種可靠性較好、耗能能力較強(qiáng)的斜拉索減振裝置引起了廣泛的關(guān) 注。為了使油阻尼器具有更好的減振性能，眾多研究者就油阻尼器展開研究。
專利號為200910181585. 0，授權(quán)號為CN101614261A，名稱為“液壓阻尼器”的發(fā) 明，在活塞內(nèi)安置氣囊來補(bǔ)償單出桿引起的左右腔室體積的變化，并通過活塞上的單向阻 尼閥節(jié)流產(chǎn)生阻尼力。這種阻尼器構(gòu)造復(fù)雜，雖然氣囊有補(bǔ)償作用，但安全及耐久性難以保 證。
專利號為200810040841. X，授權(quán)號為CN101315112A，名稱為“帶有軸向限位的粘滯阻尼器”的發(fā)明專利，在普通阻尼器的基礎(chǔ)上增加了活塞及缸筒的長度，以安裝碟形彈簧 進(jìn)行限位，但是隨著行程的增大，阻尼器的尺寸成倍增加，不利于阻尼器的安裝及穩(wěn)定，且 通常斜拉索油阻尼器提供的阻尼力相對較小，阻尼器的安裝位置行程較小，一般無需采用 限位裝置。
專利號為201010526116. 0，授權(quán)號為CN101994775A，名稱為“一種具有復(fù)合阻尼的單活塞桿黏滯阻尼器”的發(fā)明，在單出桿的末端安裝彈簧以增加阻尼器的初始剛度，并通 過雙層缸壁的夾層補(bǔ)償單出桿引起的左右腔室體積的變化，但是這種粘滯阻尼器采用環(huán)縫 節(jié)流方式，阻尼器的出力大小和溫度有較大的關(guān)系，因此，在溫差較大的情況下(使用)受到 限制，且結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜。
因此，現(xiàn)有的斜拉索油阻尼器存在如下缺點(diǎn)
①普遍采用單出桿方式，使得有阻尼往復(fù)運(yùn)動過程中拉壓出力不平衡；
②未考慮油阻尼器滲油及補(bǔ)油措施，耐久性差；
③普遍采用環(huán)縫節(jié)流模式，油阻尼器的阻尼力與阻尼液的粘度有關(guān)，而阻尼液的 粘度受溫度影響較大，令其溫度穩(wěn)定性較差。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，為等效雙出桿結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，滯回曲線飽滿、耗能能力強(qiáng)，基于薄壁小孔節(jié)流，使用方便可靠，穩(wěn)定性好。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是
一種基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于，包括
內(nèi)腔中灌注有作為阻尼液的液體介質(zhì)的缸筒6，其內(nèi)腔中設(shè)有活塞5，
缸筒6的左端設(shè)有端蓋4，
缸筒6的左端外表面設(shè)有保護(hù)罩3,
左耳板2設(shè)置在保護(hù)罩3的左端，
右耳板7設(shè)置在缸筒6的右端，
左耳板2、右耳板7上分別設(shè)有球軸承I，
端蓋4沿軸向設(shè)有通孔，左活塞桿設(shè)于該通孔內(nèi)，左活塞桿的左端與左耳板2連接，
右活塞桿的右端與右耳板7連接，
活塞5沿軸向設(shè)有與左、右活塞桿適配的活塞桿裝配孔，
活塞5上設(shè)有若干貫通其左右端面的導(dǎo)流孔8，
導(dǎo)流孔8的兩端設(shè)有帶薄壁小孔的內(nèi)六角螺釘9。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，缸筒6內(nèi)腔中灌注的液體介質(zhì)為硅油。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，左耳板2和防護(hù)罩3通過螺紋連接。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，右活塞桿和右耳板7 —體成型。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，左活塞桿和端蓋4的通孔之間設(shè)有動密封11 ；
端蓋4和缸筒6之間設(shè)有靜密封10 ；
活塞5和缸筒6之間設(shè)有動密封11 ；
活塞5和右活塞桿之間設(shè)有動密封11 ;
右耳板7和缸筒6之間設(shè)有靜密封10。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上 ，活塞5和端蓋4之間形成左腔室a，活塞5和右耳板7 之間形成右腔室C，
左、右活塞桿在活塞5的活塞桿裝配孔內(nèi)間隔一段距離形成空氣腔室b。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，使用時阻尼器垂直于斜拉索軸向布置，并通過油阻尼器支架固定在主梁上。
本發(fā)明所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，為等效雙出桿結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，滯回曲線飽滿、耗能能力強(qiáng)，基于薄壁小孔節(jié)流，使用方便可靠，穩(wěn)定性好。
本發(fā)明所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，具有以下優(yōu)占-^ \\\ ·
1、為等效雙出桿結(jié)構(gòu)，不需要儲油室，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊；
2、摩擦產(chǎn)生的阻力較小，可以在較小外荷載下啟動耗能；
3、倒置式結(jié)構(gòu)可有效防止油阻尼器內(nèi)部油液滲漏，增加系統(tǒng)穩(wěn)定性；
4、基于薄壁小孔節(jié)流，避免了溫度對油阻尼器出力的不利影響，穩(wěn)定性好。


本發(fā)明有如下附圖
圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，
圖2在斜拉索上的使用狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，本發(fā)明所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器， 包括
內(nèi)腔中灌注有作為阻尼液的液體介質(zhì)的缸筒6，其內(nèi)腔中設(shè)有活塞5，
缸筒6的左端設(shè)有端蓋4，
缸筒6的左端外表面設(shè)有保護(hù)罩3,
左耳板2設(shè)置在保護(hù)罩3的左端，
右耳板7設(shè)置在缸筒6的右端，
左耳板2、右耳板7上分別設(shè)有球軸承I，
端蓋4沿軸向設(shè)有通孔，左活塞桿設(shè)于該通孔內(nèi)，左活塞桿的左端與左耳板2連 接，
右活塞桿的右端與右耳板7連接，
活塞5沿軸向設(shè)有與左、右活塞桿適配的活塞桿裝配孔，
活塞5上設(shè)有若干貫通其左右端面的導(dǎo)流孔8，
導(dǎo)流孔8的兩端設(shè)有帶薄壁小孔的內(nèi)六角螺釘9。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，缸筒6內(nèi)腔中灌注的液體介質(zhì)為硅油。組裝完整的油 阻尼器為等效雙出桿結(jié)構(gòu)，不需要儲油室，油阻尼器的內(nèi)部液體介質(zhì)一般采用穩(wěn)定性較好 的硅油即可。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，左耳板2和防護(hù)罩3通過螺紋連接。左耳板2和防護(hù) 罩3亦可一體成型。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，右活塞桿和右耳板7 —體成型。例如右耳板7的左端 設(shè)有凸出的內(nèi)軸，該內(nèi)軸即可作為右活塞桿。右活塞桿和右耳板7亦可通過螺紋連接。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，左活塞桿和端蓋4的通孔之間設(shè)有動密封11 ；
端蓋4和缸筒6之間設(shè)有靜密封10 ；
活塞5和缸筒6之間設(shè)有動密封11 ；
活塞5和右活塞桿之間設(shè)有動密封11 ;
右耳板7和缸筒6之間設(shè)有靜密封10。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，活塞5和端蓋4之間形成左腔室a，活塞5和右耳板7 之間形成右腔室C，
左、右活塞桿在活塞5的活塞桿裝配孔內(nèi)間隔一段距離形成空氣腔室b。
在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，使用時阻尼器垂直于斜拉索軸向布置，并通過油阻尼 器支架固定在主梁上。
如圖1所示，本發(fā)明的工作原理如下
在軸向拉力作用下，活塞5相對于缸筒6向左側(cè)運(yùn)動，引起左腔室a阻尼液向右腔 室c運(yùn)動,空氣腔室b增大。
在軸向壓力作用下，活塞5相對于缸筒6向右側(cè)運(yùn)動，引起右腔室c阻尼液向左腔 室a運(yùn)動，空氣腔室b減小。
在這兩種情況下，油阻尼器運(yùn)動首先克服自身系統(tǒng)內(nèi)部動密封11與活塞桿及缸 筒6之間摩擦產(chǎn)生的阻力F1，且Fl與選擇的動密封有關(guān)，一般可認(rèn)為是固定值；然后液體 介質(zhì)(即阻尼液)通過內(nèi)六角螺釘9上的薄壁小孔節(jié)流產(chǎn)生阻力F2。液體介質(zhì)通過長的導(dǎo) 流孔8時，由于導(dǎo)流孔8的面積遠(yuǎn)大于薄壁小孔的面積，所以，可以忽略液體流經(jīng)導(dǎo)流孔產(chǎn) 生的阻力。因此，油阻尼器提供的阻力F為F=F1+F2。由上式可知，通過調(diào)節(jié)薄壁小孔的直 徑，可以實(shí)現(xiàn)油阻尼器阻尼力的調(diào)整，薄壁小孔的直徑越小提供的阻尼力越大。
在實(shí)際工程中，油阻尼器在斜拉索上的安裝如圖2所示。油阻尼器一端固定在斜 拉索上，另一端通過油阻尼器支架固定在主梁上。當(dāng)附著在右活塞桿左端上的阻尼液的油 膜滲漏到空氣腔室b時，由于空氣腔室b處于斜向狀態(tài)，滲漏后的油膜在重力作用下，會重 新回到油阻尼器的缸筒6內(nèi)，這一特點(diǎn)可以有效防止油阻尼器內(nèi)部的滲漏，增加油阻尼器 的使用穩(wěn)定性。
以下為一個具體實(shí)施例。
承載力6kN,最大行程±35mm。左耳板2、保護(hù)罩3、端蓋4、活塞5、缸筒6、右耳板 7均可采用合金鋼40Cr制造。
根據(jù)阻尼器設(shè)計(jì)承載力的大小，可以確定缸筒6的內(nèi)徑值50mm，外徑為65mm，活塞 桿的外徑值20mm，內(nèi)六角螺釘9上的薄壁小孔直徑為1mm。
本說明書中未作詳細(xì)描述的內(nèi)容屬于本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員公知的現(xiàn)有技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于，包括 內(nèi)腔中灌注有作為阻尼液的液體介質(zhì)的缸筒(6)，其內(nèi)腔中設(shè)有活塞(5)， 缸筒(6)的左端設(shè)有端蓋(4), 缸筒(6)的左端外表面設(shè)有保護(hù)罩(3)， 左耳板(2)設(shè)置在保護(hù)罩(3)的左端， 右耳板(7)設(shè)置在缸筒(6)的右端， 左耳板(2 )、右耳板(7 )上分別設(shè)有球軸承(I)， 端蓋(4)沿軸向設(shè)有通孔，左活塞桿設(shè)于該通孔內(nèi)，左活塞桿的左端與左耳板(2)連接， 右活塞桿的右端與右耳板(7)連接， 活塞(5)沿軸向設(shè)有與左、右活塞桿適配的活塞桿裝配孔， 活塞(5 )上設(shè)有若干貫通其左右端面的導(dǎo)流孔(8 )， 導(dǎo)流孔(8)的兩端設(shè)有帶薄壁小孔的內(nèi)六角螺釘(9)。
2.如權(quán)利要求1所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于缸筒(6)內(nèi)腔中灌注的液體介質(zhì)為娃油。
3.如權(quán)利要求1所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于左耳板(2)和防護(hù)罩(3)通過螺紋連接。
4.如權(quán)利要求1所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于右活塞桿和右耳板(7) —體成型。
5.如權(quán)利要求1所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于左活塞桿和端蓋(4)的通孔之間設(shè)有動密封(11)； 端蓋(4)和缸筒(6)之間設(shè)有靜密封(10)； 活塞(5)和缸筒(6)之間設(shè)有動密封(11)； 活塞(5)和右活塞桿之間設(shè)有動密封(11)； 右耳板(7)和缸筒(6)之間設(shè)有靜密封(10)。
6.如權(quán)利要求1所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于活塞(5)和端蓋(4)之間形成左腔室a，活塞(5)和右耳板(7)之間形成右腔室C， 左、右活塞桿在活塞(5)的活塞桿裝配孔內(nèi)間隔一段距離形成空氣腔室b。
7.如權(quán)利要求1所述的基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，其特征在于使用時阻尼器垂直于斜拉索軸向布置，并通過油阻尼器支架固定在主梁上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于薄壁小孔節(jié)流的倒置式雙出桿斜拉索油阻尼器，缸筒的內(nèi)腔中灌注有阻尼液且設(shè)有活塞，缸筒的左端設(shè)有端蓋，缸筒的左端外表面設(shè)有保護(hù)罩，左耳板設(shè)置在保護(hù)罩的左端，右耳板設(shè)置在缸筒的右端，左、右耳板上分別設(shè)有球軸承，端蓋沿軸向設(shè)有通孔，左活塞桿設(shè)于該通孔內(nèi)，左活塞桿的左端與左耳板連接，右活塞桿的右端與右耳板連接，活塞沿軸向設(shè)有與左、右活塞桿適配的活塞桿裝配孔，活塞上設(shè)有若干貫通其左右端面的導(dǎo)流孔，導(dǎo)流孔的兩端設(shè)有帶薄壁小孔的內(nèi)六角螺釘。本發(fā)明所述的油阻尼器，為等效雙出桿結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，滯回曲線飽滿、耗能能力強(qiáng)，基于薄壁小孔節(jié)流，使用方便可靠，可有效防止油阻尼器內(nèi)部油液滲漏，穩(wěn)定性好。
文檔編號F16F9/54GK103032504SQ20131001109
公開日2013年4月10日 申請日期2013年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月11日
發(fā)明者汪正興, 王波, 劉鵬飛, 李榮慶, 李東超, 柴小鵬, 朱治寶, 劉德清, 楊學(xué)祥 申請人:中鐵大橋局集團(tuán)武漢橋梁科學(xué)研究院有限公司, 中鐵大橋局集團(tuán)有限公司