[发明专利]用于螺旋弹簧的刚度调节装置以及调谐质量减振装置

说明书

技术领域

本发明涉及结构减振控制领域，尤其涉及一种螺旋弹簧的刚度调节装置一种调谐质量减振装置。

背景技术

调谐质量阻尼器(Tuned Mass Damper，简称TMD)采用调谐吸振的减振策略，是一种依靠在结构某部位施加惯性质量，并配以弹簧单元及阻尼单元，通过惯性质量与主结构控制振型谐振吸收及消耗主结构振动能量的减振装置。

由于TMD对建筑功能影响较小，仅占用较少部分的建筑空间，且便于安装检修与更换，广泛应用于人行天桥、大跨结构竖向振动控制及高层结构的风振响应控制，有着较好的工程应用前景。

TMD对于调谐频率较为敏感，频率失调会明显降低TMD的有效性，甚至对受控结构带来不利影响，现有TMD减振装置的弹簧单元一旦安装完成刚度很难调整，易产生频率失调的问题。另外，质量块竖向振动过程中易发生侧倾及摆动，现有TMD虽采用导向杆等装置一定程度上避免了侧倾及摆动，但装置工作时产生了不同程度的噪声污染，降低了TMD装置的适用性，同时，减振质量块的紧固螺栓一旦松动，造成质量的局部振动，也会削弱TMD的减振控制效果。

发明内容

为了克服或缓解上述技术问题中的至少一个方面，提出本发明。

根据本发明的一个方面，提出了一种用于螺旋弹簧的刚度调节装置，所述螺旋弹簧在第一方向上压缩和伸长，所述刚度调节装置包括：支承座，所述支承座至少具有在第二方向上相对设置的两个支撑部，所述支撑部沿所述第一方向延伸，并且所述第二方向垂直于所述第一方向，所述螺旋弹簧的一个端部置于所述两个支撑部之间，其中每一个支撑部上设置有至少一个卡口，一个支撑部上的卡口与另一个支撑部上的对应的卡口在所述第二方向上相对布置；卡板，卡板的一端支撑在一个支撑部上的卡口上，而卡板的另一端则支撑在另一个支撑部上对应的卡口上，且所述卡板适于穿过位于所述两个支撑部之间的螺旋弹簧。

可选的，所述两个支撑部中的每一个为立板，所述立板可为弧形立板。

可选的，所述支承座为圆筒状支承座。

有利的，所述卡板的一端设置有将卡板固定于支撑部上的锁紧装置；所述卡板的另一端设置有阻挡件，所述阻挡件在第一方向上的尺寸大于对应卡口在第一方向上的高度。

可选的，所述锁紧装置包括：设置在卡板的一端上的螺杆以及与该螺杆配合的螺母，所述螺母的外径大于对应卡口在第一方向上的高度。

可选的，所述锁紧装置包括：从卡板的一端突出延伸的延伸部以及与该延伸件配合的锁紧件，所述锁紧件适于从平行于第二方向的位置旋转到平行于第一方向的位置，且所述锁紧件在第一方向上的长度大于对应卡口在第一方向上的高度，处于平行于第一方向的位置的锁紧件与对应的卡口形成十字形。

所述阻挡件可作为将卡板从卡口中抽离的操作件。

卡板的宽度可为螺旋弹簧的螺旋直径的1/3-4/5。

在上述的刚度调节装置中，每一个支撑部上设置有在第一方向上间隔开的三个或更多卡口。

根据本发明的另一方面，提出了一种调谐质量减振装置，包括：质量块；刚度组件；阻尼组件；以及连接部，其中：所述刚度组件包括螺旋弹簧，螺旋弹簧在竖向方向上连接在质量块与连接部之间；所述刚度组件还包括上述的刚度调节装置，所述支承座固定在所述连接部上，所述第一方向即所述竖向方向。

可选的，所述质量块包括固定质量部和可调质量部，通过所述可调质量部调节质量块的质量。

可选的，所述刚度组件包括所述螺旋弹簧以及辅助弹簧；所述连接部包括第一连接板和第二连接板，所述支承座固定在所述第二连接板上，所述辅助弹簧布置在所述第一连接板与所述质量块之间。

可选的，所述调谐质量减振装置还包括：导向组件，所述导向组件引导所述质量块沿所述第一方向的移动。

所述导向组件可包括：两个导向侧板，分别设置在质量块的两侧；多个导向轮，分别连接在所述质量块的与导向侧板相对的一侧，所述导向轮与对应的导向侧板接合以在质量块沿第一方向移动时沿导向侧板滚动。

所述导向组件可包括：两个导向杆；所述质量块的沿第二方向的两端分别设置有沿第一方向的导向孔，所述导向杆穿过对应的导向孔。有利的，所述导向孔内设置有低摩擦系数的耐磨材料，诸如，石墨或聚四氟乙烯。有利的，所述导向孔内涂敷有液体润滑油或皂基及非皂基润滑脂。可选的，所述导向孔与所述导向杆之间设置有套筒，所述套筒内设置滑槽，滑槽内设置滚珠，利用滚珠的转动实现导向杆与导向孔之间的相对移动。