旋葉式粘滯阻尼器的製作方法

2023-04-23 22:44:41 1

本發明涉及一種旋葉式粘滯阻尼器，尤其涉及一種裝配放大裝置的旋葉式粘滯阻尼器，結合了粘滯阻尼器和齒輪傳動式位移/速度放大裝置的優點，有效提高了阻尼器減震效果。屬於土木結構（包括高層建築、高聳結構等）振動控制領域。

背景技術：

近年來，基礎隔震、消能減震以及調諧減震控制等被動控制技術由於其概念簡單、機理明確、造價較低、減震效果顯著而在國內外土木工程中得到廣泛應用。其中，粘滯阻尼器以其經濟性好、適用性好，維護費用低等優點，受到了廣大土木工程研究人員的重視。

常見的粘滯阻尼器為液壓油缸孔隙式阻尼器，由套筒、活塞、油封、阻尼孔、導杆和粘滯流體等組成。作用機理是當活塞在缸筒內作軸嚮往復運動，由於活塞前後的壓力差使粘滯流體從油室穿過節流孔的減速作用產生粘滯阻尼力做功，將機械能轉化為熱能，從而達到吸收外界能量的目的，因此可廣泛應用於減震、緩衝、耗能的場合。。

但是目前的粘滯阻尼器仍存在一定的不足：（1）早期的粘滯阻尼器通常為單出杆形式，當活塞運動時，由於實際上油缸內粘滯流體的體積為可壓縮材料，使得當活塞杆抽出時，被抽出的這部分活塞杆在油缸內所佔據的體積無法立刻得到補償，油缸內會產生真空現象，使活塞杆不能繼續運動;當活塞杆回縮時，原來在活塞另一側油缸的粘滯流體部分進入油缸內，而油缸的容積沒有增大，從而導致頂死現象；（2）由試驗得知，阻尼器在小行程條件下阻尼器的阻尼力達不到由阻尼器理論公式給出的性能，無法達到在地震作用下很小位移時提供如理論公式計算所得的非常高的阻尼比，存在非常明顯有類似與彈簧串聯顯示彈簧剛度不足的現象，無法表現純粘性的力學行為。因此，在現有粘滯阻尼器的基礎上加以改進，採用連接齒輪傳動式放大裝置的外側開孔旋葉式粘滯阻尼器，可消除頂死現象並在一定程度上放大位移提高阻尼比，這對於實際工程的減震控制具有重大的意義。

技術實現要素：

為了解決粘滯阻尼器的活塞杆件導致的油缸內真空現象以及頂死現象，同時放大阻尼器與其中液體的相對位移以及相對速度，本發明提出的目的在於提供一種旋葉式粘滯阻尼器，該裝置在發揮傳統粘滯阻尼器的優點的基礎上，利用齒輪間的傳動關係作為阻尼器的觸發裝置，並同時放大了建築物振動的位移和速度，基於傳統粘滯阻尼器的作用機制，增加耗能，達到更好的減振效果。在風或/和地震等作用下，通過齒輪傳動基礎/樓層的相對位移，利用傳動齒輪與旋轉葉片之間的半徑比，對阻尼器箱體中葉片外側線位移進行放大，箱體內部粘滯流體被迫在短時間內以較大的流速通過流通孔，從而產生較大的阻尼力，增加減振耗能的效果。

為了實現上述目的，本發明採取如下方案：

一種旋葉式粘滯阻尼器,包括圓柱形箱體1、旋轉軸2、粘滯液體3、阻尼器連接件4、旋轉葉片5、流通孔6、傳動齒輪7和輸入杆8，其中：圓柱形箱體1內裝有粘滯液體3，旋轉軸2一端伸入圓柱形箱體１內，另一端位於圓柱形箱體１外，旋轉軸2通過引接口安裝在圓柱形箱體1上；位於圓柱形箱體1內部的旋轉軸2上安裝有一個或多個旋轉葉片5，所述旋轉葉片5的邊緣開有一圈圓形流通孔6；旋轉軸2另一端連接傳動齒輪7，所述傳動齒輪7與輸入杆８相互嚙合，旋轉葉片5的半徑應大於傳動齒輪7的半徑，在風或/和地震等作用下，通過箱體內部粘滯流體被迫在短時間內通過流通孔６產生一定流速，增加耗能。

本發明中，圓柱形箱體1的半徑為200mm，高為800mm；傳動齒輪7的半徑為50mm；旋轉軸2的半徑為25mm，長度為900mm；旋轉葉片5的長為800mm，寬為200mm。

本發明中，圓柱形箱體1材料與旋轉葉片5的材料均為耐腐蝕性鋼材。

本裝置對於齒輪和葉片的半徑大小關係有固定的要求，即旋轉葉片5的半徑應大於傳動齒輪7的半徑。在風或/和地震等作用下，與建築物基礎或樓層連接的輸入杆8將帶動傳動齒輪7以及旋轉葉片5轉動，利用上述齒輪和葉片的半徑大小關係，旋轉葉片5邊緣的線位移以及線速度被放大，並帶動箱體內部粘滯流體在短時間內以較大的流速通過流通孔，使裝置具有更好的減振耗能效果。

本發明中，所述傳動齒輪與旋轉葉片的半徑比為1:4，傳動齒輪的半徑為50mm。

本發明中，所述粘滯液體為矽油或矽膠。

與現有技術相比，本發明的優點如下：

1.裝配放大裝置，實現對地震作用下剪切變形產生的位移/速度的放大，增大粘滯阻尼器的耗能效果，有效提高建築結構振動控制效率，提高抗震效果。

2.粘滯阻尼器內部採用帶有流通孔的旋葉式結構，在葉片旋轉時油缸內不會產生真空，避免頂死現象。

3.本發明阻尼器箱體單元構造形式簡單，可以根據基本結構的特點設置不同的組合方式，使阻尼器布置位置更為靈活，適用於不同方向的地震作用，以達到較好的減震效果。

附圖說明

圖1為本發明旋葉式粘滯阻尼器正立面圖；

圖2為本發明旋葉式粘滯阻尼器側立面圖；

圖3為本發明旋葉式粘滯阻尼器側視圖。

圖中標號：1為圓柱形箱體、2為旋轉軸、3為粘滯液體、4為阻尼器連接件、5為旋轉葉片、6為流通孔、7為傳動齒輪，8為輸入杆。

具體實施方式

下面結合附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

實施例1：如圖1所示，為本發明的一種旋葉式粘滯阻尼器實施例，其主要包括齒輪傳動式放大裝置和旋葉式阻尼器。齒輪傳動放大裝置由旋轉軸2、阻尼器連接件4、傳動齒輪7和輸入杆8，旋葉式粘滯阻尼器由圓柱形箱體1、粘滯液體3、旋轉葉片5、流通孔6組成。

圓柱形箱體1的半徑為200mm，長為800mm，其內部裝有粘滯液體3；旋轉軸2的半徑為25mm，長度為900mm，通過引接口安裝在箱體1上；旋轉軸2位於箱體1內部的部分，可安裝一個或多個旋轉葉片5，旋轉葉片5的長為800mm,寬為200mm，其邊緣開有一圈圓形流通孔6；旋轉軸2位於箱體1外部的部分，連接傳動齒輪7，其半徑為500mm；所述傳動齒輪與旋轉葉片的半徑比為1:4。設置於建築物基礎或樓層上的輸入杆8上設置有與傳動齒輪7相互嚙合的齒結構，從而實現二者的嚙合。