[发明专利]一种可预设初始刚度的螺旋压缩弹簧阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑防振动(或震动)装置，具体涉及螺旋弹簧的阻尼装置。

背景技术

阻尼器是以提供运动的阻力，耗减运动能量的装置。从二十世纪七十年代后，阻尼器从航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业逐步转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。螺旋弹簧由于具有载荷与变形呈线性关系的变刚度特性，因此被广泛用于隔震、减震等装置中。螺旋弹簧按使用方法分类，主要有拉簧、压簧，其中圆柱形螺旋压缩弹簧在阻尼器中的应用最普遍。但是，一只具体的圆柱形螺旋压缩弹簧，在有效的工作范围内只能工作在压缩状态。因此，现有用于抗风和抗地震的阻尼器至少要使用两只圆柱形螺旋压缩弹簧，或者与其它类型的阻尼器(如粘弹性阻尼器)复合。但是，这种使用多只圆柱形螺旋压缩弹簧或者与其它类型的阻尼器复合的方法会产生很多负面的问题，如：1、阻尼器的拉伸与压缩的阻尼特性不对称，影响隔震、减震效果；2、体积大，在狭小空间无法安装；3、结构复杂，生产困难，成本高；等等。

授权公告号为CN 204081122 U的实用新型专利申请公开了一种建筑用抗风减震弹簧阻尼器，该阻尼器将导向套内的两只弹性体(即两只圆柱形螺旋弹簧)分别在中心轴上的中间限制组件上，当阻尼器受拉或受压时，其中一个弹性体受拉，另一弹性体受压，从而实现抗风减震。但是，该实用新型专利明显存在下述缺点：1、需要两只圆柱形螺旋弹簧，整个阻尼器的长度较长，不适合在距离较小的空间安装；2、在工艺上无法甚至不可能保证两只弹簧的刚度(包括拉伸刚度和压缩刚度)相等，因此风向不同减震效果即不同；3、无法改变阻尼器的刚度，达到预设抗风级别，降低减震成本的目的；4、一只圆柱形螺旋弹簧同时在拉伸与压缩两种状态下工作，现有弹簧的金属材料和生产工艺很难满足要求，只能通过缩小圆柱形螺旋弹簧的弹性变形范围来实现拉伸与压缩两种工作状态，这显然会造成资源浪费。

此外，在抗震工程中，阻尼器的初始刚度对于抗风载、抗低于设计地震烈度的地震和降低工程造价来说也是十分重要的。公开号为CN 102409777A的专利申请公开的“一种结构三维隔震和抗倾覆装置”，该装置包括设在叠层橡胶隔震支座下部的由圆柱形螺旋压缩弹簧构成的弹簧隔震支座，该支座主要虽然为一种三维隔震和抗倾覆装置，但是由于地震竖向波为双向的，因此该装置无法隔离瞬间地表向下移动的负向波。此外，该装置还存在无法改变阻尼器的刚度，达到预设抗震烈度，降低减震成本的目的。

公开号为CN101457553A的发明专利申请公开了一种“弹簧刚度可调式调谐质量减振器”，该减振器是一种复合阻尼器，通过改变质量块的厚度改变其特征频率，通过改变粘滞阻尼器的工作介质的流量改变其阻尼比，通过改变弹簧的有效工作长度改变其刚度，其中改变弹簧的有效工作长度的手段有三种，一是采用固化材料将弹簧位于固化筒内的一段固化，二是往螺旋弹簧的中心内塞入约束块，并二者过盈配合，使与约束块接触的一段弹簧失效，三是在约束块表面设置螺旋状凸起，将螺旋状凸起卡在弹簧丝之间，使弹簧丝之间卡有螺旋状凸起的一段弹簧失效。由此可见，该专利申请方案中的弹簧虽然可改变刚度，但所述的弹簧不仅有效工作长度明显缩短，而且只能压缩耗能减振，不能拉伸耗能减振。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可预设初始刚度的螺旋压缩弹簧阻尼器，该阻尼器不仅保持了螺旋压缩弹簧的有效工作长度，而且既可压缩耗能减振，又可拉伸耗能减振。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种可预设初始刚度的螺旋压缩弹簧阻尼器，该阻尼器包括导向套，该导向套的一头设有第一端盖，另一头设有第二端盖，内部同轴设有圆柱形螺旋压缩弹簧；一驱动构件由第一端盖中心伸进导向套内并作用在所述的圆柱形螺旋压缩弹簧上；其特征在于，

所述的导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件和一块浮动反压钢板，其中，

所述的浮动反压钢板设在圆柱形螺旋压缩弹簧与第二端盖之间；

所述的钢丝绳变向元件绕所述的导向套的轴线对称固定所述的驱动构件上；

所述的预压钢丝绳以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔内，且每一根预压钢丝绳的一头绕所述的导向套的轴线对称固定在浮动反压钢板上，另一头穿绕过相对的一个钢丝绳变向元件后折回，然后从该预压钢丝绳在浮动反压钢板上的固定点旁穿过浮动反压钢板固定在所述第二端盖上；

所述的浮动反压钢板上，在每一根预压钢丝绳穿过位置均设有穿过预压钢丝绳的通孔，该通孔的孔径大于所述预压钢丝绳的直径；