超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置，包括第一連接法蘭、第二連接法蘭、鋼板和橡膠層，所述第一連接法蘭用于與液壓缸活塞桿連接，所述第二連接法蘭用于與振動(dòng)臺(tái)面連接，一個(gè)或多個(gè)所述鋼板和一個(gè)或多個(gè)所述橡膠層相間設(shè)于所述第一連接法蘭和所述第二連接法蘭之間，其特征在于：所述無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置還包括滾珠，多個(gè)所述滾珠分別置于所述橡膠層內(nèi)，每個(gè)所述滾珠在力傳遞方向的兩個(gè)相對(duì)頂部分別與所述鋼板、所述第一連接法蘭或所述第二連接法蘭接觸。本實(shí)用新型通過(guò)在傳統(tǒng)的剪切橡膠聯(lián)接結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加可以實(shí)現(xiàn)剛性傳力且能夠隨變形移動(dòng)的滾珠，可以實(shí)現(xiàn)超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙、不失真力傳遞。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種傳力聯(lián)接裝置，尤其涉及一種超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]基于離心機(jī)提供的超重力場(chǎng)環(huán)境，振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)可以產(chǎn)生與原型相同的自重應(yīng)力，真實(shí)反應(yīng)原型在自然條件下的動(dòng)力響應(yīng)，再現(xiàn)地震作用下的土工結(jié)構(gòu)變形與破壞機(jī)理。因此，離心機(jī)振動(dòng)臺(tái)成為解決巖土工程、環(huán)境工程和水利工程等領(lǐng)域相關(guān)科學(xué)問(wèn)題的重要模擬試驗(yàn)平臺(tái)。
[0003]當(dāng)前，超重力場(chǎng)中的振動(dòng)臺(tái)普遍采用液壓驅(qū)動(dòng)的方式。液壓缸作為動(dòng)力執(zhí)行元件，通過(guò)活塞桿與振動(dòng)臺(tái)面之間的聯(lián)接裝置，完成力的傳遞，實(shí)現(xiàn)振動(dòng)臺(tái)面及負(fù)載的振動(dòng)。因此，實(shí)現(xiàn)力由液壓缸活塞桿至振動(dòng)臺(tái)面的無(wú)間隙傳遞，保證振動(dòng)波形的不失真成為再現(xiàn)地震破壞作用的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。目前，液壓缸活塞桿與振動(dòng)臺(tái)面之間的聯(lián)接方式主要有螺紋、銷(xiāo)和剪切橡膠等。
[0004]螺紋聯(lián)接是通過(guò)活塞桿上的外(內(nèi))螺紋與振動(dòng)臺(tái)面上的內(nèi)(外)螺紋的配合，將活塞桿與振動(dòng)臺(tái)面連成一體，實(shí)現(xiàn)力的傳遞。與螺紋類(lèi)似，銷(xiāo)聯(lián)接是通過(guò)一根或多根銷(xiāo)，將活塞桿與振動(dòng)臺(tái)面固定在一起，實(shí)現(xiàn)力的傳遞。剪切橡膠通常由一層鋼板、一層高強(qiáng)度橡膠交替疊合而成，在液壓缸輸出推力較小時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)力的不失真?zhèn)鬟f；同時(shí)，由于橡膠層的柔性作用，剪切橡膠可以產(chǎn)生一定的剪切變形。
[0005]上述傳統(tǒng)的液壓缸活塞桿與振動(dòng)臺(tái)面之間的聯(lián)接方式，存在以下缺陷:
[0006]1、螺紋聯(lián)接、銷(xiāo)聯(lián)接都可以實(shí)現(xiàn)力沿活塞桿軸向的不失真?zhèn)鬟f，但約束了液壓缸活塞桿與振動(dòng)臺(tái)面之間可能產(chǎn)生相互運(yùn)動(dòng)的所有自由度，使兩者成為一個(gè)整體，兩者之間在切向(垂直于軸線(xiàn)方向)沒(méi)有可產(chǎn)生剪切變形的柔性環(huán)節(jié)，不能產(chǎn)生柔性剪切變形；
[0007]2、剪切橡膠聯(lián)接在液壓缸活塞桿輸出力較小時(shí)沒(méi)有問(wèn)題，但當(dāng)液壓缸活塞桿輸出力較大時(shí)，由于剪切橡膠中含有柔性材料橡膠，其承力性能較鋼質(zhì)材料弱，所以橡膠會(huì)發(fā)生較大變形，吸收一部分力，造成活塞桿輸出力與振動(dòng)臺(tái)面接收力之間的差異，產(chǎn)生力傳遞失真。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0008]本實(shí)用新型的目的就在于為了解決上述問(wèn)題而提供一種超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置。
[0009]本實(shí)用新型通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)上述目的:
[0010]一種超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置，包括第一連接法蘭、第二連接法蘭、鋼板和橡膠層，所述第一連接法蘭用于與液壓缸活塞桿連接，所述第二連接法蘭用于與振動(dòng)臺(tái)面連接，一個(gè)或多個(gè)所述鋼板和一個(gè)或多個(gè)所述橡膠層相間設(shè)于所述第一連接法蘭和所述第二連接法蘭之間，所述無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置還包括滾珠，多個(gè)所述滾珠分別置于所述橡膠層內(nèi)，每個(gè)所述滾珠在力傳遞方向的兩個(gè)相對(duì)頂部分別與所述鋼板、所述第一連接法蘭或所述第二連接法蘭接觸。
[0011]作為優(yōu)選，每一個(gè)所述橡膠層內(nèi)均勻分布有多個(gè)所述滾珠。
[0012]具體地，所述橡膠層內(nèi)設(shè)有球形的滾珠孔，所述滾珠孔在力傳遞方向的兩端均開(kāi)口，所述滾珠置于所述滾珠孔內(nèi)。
[0013]具體地，所述橡膠層與所述鋼板之間粘結(jié)連接。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0015]本實(shí)用新型通過(guò)在傳統(tǒng)的剪切橡膠聯(lián)接結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加可以實(shí)現(xiàn)剛性傳力且能夠隨變形移動(dòng)的滾珠，可以實(shí)現(xiàn)超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙、不失真力傳遞;其具體優(yōu)點(diǎn)如下:
[0016]1、相對(duì)于螺紋聯(lián)接、銷(xiāo)聯(lián)接而言，本實(shí)用新型引入了柔性環(huán)節(jié)即橡膠層，使聯(lián)接裝置在切向可以產(chǎn)生柔性變形，保證了活塞桿與缸筒的配合，有利于液壓缸的正常工作；
[0017]2、相對(duì)于剪切橡膠而言，本實(shí)用新型在橡膠層內(nèi)安裝了鋼制的滾珠，實(shí)現(xiàn)了聯(lián)接裝置中鋼質(zhì)材料的無(wú)間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的不失真?zhèn)鬟f。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型所述超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一，圖中示出了橡膠層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
[0019]圖2是本實(shí)用新型所述超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二，圖中示出了橡膠層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
[0020]圖3是本實(shí)用新型所述超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三，圖中示出了橡膠層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)；
[0021]圖4是本實(shí)用新型所述超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置在產(chǎn)生剪切變形時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中示出了橡膠層的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明:
[0023]如圖1所示，本實(shí)用新型所述超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置，包括第一連接法蘭1、第二連接法蘭5、鋼板4、橡膠層2和滾珠3，第一連接法蘭I用于與液壓缸活塞桿(圖中未示)連接，第二連接法蘭5用于與振動(dòng)臺(tái)面(圖中未示)連接，一個(gè)或多個(gè)鋼板4和一個(gè)或多個(gè)橡膠層2相間設(shè)于第一連接法蘭I和第二連接法蘭5之間，橡膠層2與鋼板4之間粘結(jié)連接，橡膠層2內(nèi)設(shè)有球形的滾珠孔(圖中未標(biāo)記)，所述滾珠孔在力傳遞方向的兩端均開(kāi)口(其開(kāi)口面積較小，開(kāi)口圓的直徑一般為0.5-5mm)，多個(gè)滾珠3分別置于橡膠層2內(nèi)的滾珠孔內(nèi)，每一個(gè)橡膠層2內(nèi)均勻分布有多個(gè)滾珠3，每個(gè)滾珠3在力傳遞方向的兩個(gè)相對(duì)頂部分別與鋼板4、第一連接法蘭I或第二連接法蘭5接觸。
[0024]根據(jù)具體應(yīng)用需要，本無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置的具體結(jié)構(gòu)可以不同，下面以三個(gè)實(shí)施例具體說(shuō)明:
[0025]實(shí)施例1:
[0026]如圖1所示，本無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置共包括三個(gè)橡膠層2和兩個(gè)鋼板4，每個(gè)橡膠層2內(nèi)的滾珠3在與力傳遞方向垂直的方向均勻分布有四層，其它結(jié)構(gòu)與上述相關(guān)結(jié)構(gòu)相同。
[0027]實(shí)施例2:
[0028]如圖2所示，本無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置共包括二個(gè)橡膠層2和一個(gè)鋼板4，其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相關(guān)結(jié)構(gòu)相同。
[0029]實(shí)施例3:
[0030]如圖3所示，本無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置共包括四個(gè)橡膠層2和三個(gè)鋼板4，其它結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1相關(guān)結(jié)構(gòu)相同。
[0031]橡膠層2和鋼板4的數(shù)量根據(jù)液壓缸活塞桿與振動(dòng)臺(tái)面之間的距離、橡膠層2的厚度、鋼板4的厚度來(lái)確定。
[0032]結(jié)合圖1-圖4，本實(shí)用新型所述超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置的工作原理如下:
[0033]1、軸向無(wú)間隙力傳遞:
[0034]如圖1所示，液壓缸活塞桿輸出的推力沿軸向的傳遞路徑為:第一連接法蘭1、第一列的滾珠3、第一個(gè)鋼板4、第二列的滾珠3、第二個(gè)鋼板4、第三列的滾珠3、第二連接法蘭5，第一連接法蘭1、滾珠3、鋼板4、第二連接法蘭5之間的無(wú)間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的無(wú)間隙傳遞，即保證了力傳遞的不失真。
[0035]如圖2所示，液壓缸活塞桿輸出的推力沿軸向的傳遞路徑為:第一連接法蘭1、第一列的滾珠3、鋼板4、第二列的滾珠3、第二連接法蘭5，第一連接法蘭1、滾珠3、鋼板4、第二連接法蘭5之間的無(wú)間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的無(wú)間隙傳遞，即保證了力傳遞的不失真。
[0036]如圖3所示，液壓缸活塞桿輸出的推力沿軸向的傳遞路徑為:第一連接法蘭1、第一列的滾珠3、第一個(gè)鋼板4、第二列的滾珠3、第二個(gè)鋼板4、第三列的滾珠3、第三個(gè)鋼板4、第四列的滾珠3、第二連接法蘭5，第一連接法蘭1、滾珠3、鋼板4、第二連接法蘭5之間的無(wú)間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的無(wú)間隙傳遞，即保證了力傳遞的不失真。
[0037]2、切向柔性剪切變形:
[0038]如圖4所示，當(dāng)振動(dòng)臺(tái)面產(chǎn)生如箭頭所示的切向變形時(shí)，這種變形會(huì)直接通過(guò)第二連接法蘭5作用在本聯(lián)接裝置上。此時(shí)，本聯(lián)接裝置中的橡膠層2會(huì)發(fā)生切向滑動(dòng)，橡膠層2中的滾珠3也會(huì)跟隨橡膠層2的滑動(dòng)進(jìn)行滾動(dòng)或滑動(dòng)。每一個(gè)橡膠層2都可以發(fā)生這種滑動(dòng)，橡膠層2越多，滑動(dòng)效應(yīng)越明顯。通過(guò)本聯(lián)接裝置切向的這種柔性變形，可以將振動(dòng)臺(tái)面的變形對(duì)液壓缸活塞桿的附加彎矩作用釋放，從而不影響液壓缸活塞桿與缸筒之間的配合關(guān)系，保證液壓缸的正常工作。
[0039]圖4中的d為本聯(lián)接裝置在剪切方向的柔性變形長(zhǎng)度，橡膠層2越多，它在剪切方向的柔性變形就越大;橡膠層2的數(shù)目可根據(jù)振動(dòng)臺(tái)面在超重力場(chǎng)中的最大變形長(zhǎng)度確定。
[0040]上述實(shí)施例只是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本實(shí)用新型技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本實(shí)用新型專(zhuān)利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置，包括第一連接法蘭、第二連接法蘭、鋼板和橡膠層，所述第一連接法蘭用于與液壓缸活塞桿連接，所述第二連接法蘭用于與振動(dòng)臺(tái)面連接，一個(gè)或多個(gè)所述鋼板和一個(gè)或多個(gè)所述橡膠層相間設(shè)于所述第一連接法蘭和所述第二連接法蘭之間，其特征在于:所述無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置還包括滾珠，多個(gè)所述滾珠分別置于所述橡膠層內(nèi)，每個(gè)所述滾珠在力傳遞方向的兩個(gè)相對(duì)頂部分別與所述鋼板、所述第一連接法蘭或所述第二連接法蘭接觸。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置，其特征在于:每一個(gè)所述橡膠層內(nèi)均勻分布有多個(gè)所述滾珠。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置，其特征在于:所述橡膠層內(nèi)設(shè)有球形的滾珠孔，所述滾珠孔在力傳遞方向的兩端均開(kāi)口，所述滾珠置于所述滾珠孔內(nèi)。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超重力場(chǎng)中可產(chǎn)生剪切變形的無(wú)間隙傳力聯(lián)接裝置，其特征在于:所述橡膠層與所述鋼板之間粘結(jié)連接。
【文檔編號(hào)】F16D7/00GK205559601SQ201620405738
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】李心耀, 黎啟勝, 洪建忠, 李明海
【申請(qǐng)人】中國(guó)工程物理研究院總體工程研究所