[发明专利]一种利用齿轮放大位移的自复位阻尼器在审

专利信息
申请号: 202210400307.5 申请日: 2022-04-16
公开(公告)号: CN114645583A 公开(公告)日: 2022-06-21
发明(设计)人: 王超;董慧慧;杜修力;韩强 申请(专利权)人: 北京工业大学
主分类号: E04B1/98 分类号: E04B1/98;E04H9/02
代理公司: 北京大地智谷知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 11957 代理人: 武丽华
地址: 100124 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 利用 齿轮 放大 位移 复位 阻尼
【说明书】:

发明涉及一种利用齿轮放大位移的自复位阻尼器。属于消能减震技术领域。包括耗能模块、位移放大模块以及自复位模块;所述耗能模块包括缸体、粘滞阻尼液、活塞杆、活塞、密封端板;位移放大模块包括齿轮组、导杆、齿条;自复位模块包括复位端板、碟簧。耗能模块通过四根导向轴和端板与位移放大模块及自复位模块连接为一个整体。本发明使用含有大小齿轮的齿轮组将导杆与粘滞阻尼器的活塞杆连接,通过控制大小齿轮的半径比来控制位移放大系数。阻尼器的耗能能力主要来自粘滞阻尼器的耗能,自复位能力由组合碟簧提供。同时,通过端板和挡块的设计,实现阻尼器无论处于受拉或者受压状态下,碟簧均处于受压状态,阻尼器均具备自复位能力。

技术领域

本发明涉及一种利用齿轮放大位移的自复位阻尼器。属于消能减震技术领域。

背景技术

地震灾害具有突发性和不可预测性特点,并且极具破坏性。尤其当中震和大震发生时,地震所释放的能量巨大,结构会发生较大的破坏。按照当前设防标准,可以保证结构在大震下不倒,但是其产生的较大的塑性变形难以修复,只能重建,造成严重的资源浪费。

传统的阻尼器在小震作用下,难以充分发挥其耗能减震作用,结构无法取得预期的减震效果,单纯的增加造价;在极罕遇地震乃至超出预期的大地震作用下,若阻尼器的位移或阻尼力等超过极限能力则阻尼器会失效,丧失消能减震作用,使结构面临着损伤破坏甚至倒塌的风险。

阻尼器响应放大技术是利用各种机构或机械装置将结构的位移、速度等放大,使阻尼器在小震或风荷载作用下发挥明显的耗能能力;同时,在大震作用下,由于阻尼器的作用被放大,消能效果增加,因此可以减少阻尼器的数量,降低消能减震结构成本,取得较好的经济效益

粘滞阻尼器一般由缸体、活塞和流体组成,缸内充满硅油或其他粘滞流体,活塞在缸体内可做往复运动,活塞上有适量小孔。粘滞阻尼器对结构控制的机理是:当活塞与缸筒之间发生相对运动时,由于活塞前后的压力差使流体阻尼材料从阻尼孔中通过,从而产生阻尼力,将结构振动的部分能量通过粘滞阻尼材料转化为热能,达到减小结构反应的目的。黏滞阻尼器属于速度型阻尼器,缓慢变形发生时不会引起阻尼器的出力,其产生的阻尼力与活塞运动速度有关。

碟簧具有极好的弹性,相比较形状记忆合金具有较好的稳定性,不受温度影响,成本较低;相比较预应力筋有较大的变形能力,可以满足大变形的结构的需求。

因此,急需设计一种具备位移、速度放大效果的自复位阻尼器,确保阻尼器在中小震作用下仍具备较好的耗能减震效果,在大震作用下不易失效。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的问题,提出一种利用齿轮放大位移的自复位阻尼器。当导杆发生运动时,经齿轮装置将位移、速度放大之后传递给粘滞阻尼器内的活塞杆,使活塞产生位移,活塞前后的压力差使流体阻尼材料从阻尼孔中通过,从而产生阻尼力,耗散能量。并且阻尼器能在中小震作用下仍发挥出良好的耗能能力。无论阻尼器处于受压还是受拉状态,碟簧均属于受压状态,提供自复位能力。

为解决上述问题,本发明采用了如下技术方案:

一种利用齿轮放大位移的自复位阻尼器,包括耗能模块、位移放大模块以及自复位模块;

所述耗能模块包括缸体、粘滞阻尼液、活塞杆、活塞、密封端板;位移放大模块包括齿轮组、导杆、齿条;自复位模块包括复位端板、碟簧;

所述缸体与活塞、密封端板共同构成了密封腔体,活塞设置于缸体内部,其两侧设置有密封端板,活塞和密封端板均套设在活塞杆上,且密封腔体内充满粘滞阻尼液;所述缸体两端还设有固定端板,固定端板与密封端板之间构成两个副腔室,左侧腔室为活塞杆的滑动提供空间,右侧腔室设置有齿轮组;

所述碟簧设置于两块复位端板之间,且碟簧中心套设在所述导杆上,导杆左端伸出复位端板并伸入所述右侧腔室内;

所述活塞杆右端与导杆左端均相对焊有齿条,齿条间设置有齿轮组,导杆通过齿轮组和齿条将运动传递到活塞杆;

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