一種二維限位型鉛擠壓阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種阻尼器。特別是涉及一種利用鉛受擠壓出現(xiàn)塑性流動產(chǎn)生阻尼耗散振動能量的二維限位型鉛擠壓阻尼器。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬的變形特性一般都可以理想化為彈性和塑性兩個階段，金屬阻尼器對結(jié)構(gòu)進(jìn)行振動控制的機(jī)理是利用它在振動過程中做功去消耗地震作用的能量，從而減小結(jié)構(gòu)破壞。利用這種性質(zhì)制作的阻尼器常常簡單實用。目前金屬阻尼器類型主要有軟鋼阻尼器、鉛阻尼器和形狀記憶合金阻尼器等。
[0003]鉛是塑性很好的材料，在其工作期間是穩(wěn)定的，是僅有的一種在常溫下作塑性循環(huán)變形時不會發(fā)生累積疲勞現(xiàn)象的普通金屬。鉛擠壓時和擠壓后，出現(xiàn)互相關(guān)聯(lián)的恢復(fù)、再結(jié)晶和結(jié)晶生長過程，這種過程吸收能量不受疲勞等因素的影響，而鉛最終又能回復(fù)到初始的未變形狀態(tài)。這種阻尼器的壽命很長，地震后無需重新更換。
[0004]傳統(tǒng)的鉛擠壓阻尼器具有以下不足:主要著重沿一維空間發(fā)生位移，對獨自實現(xiàn)二維空間耗能研宄較少；限位控制不夠明確。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種可在二維空間內(nèi)發(fā)生位移，具有限位功能，可以抵抗風(fēng)荷載和小震作用的二維限位型鉛擠壓阻尼器。
[0006]本實用新型所采用的技術(shù)方案是:一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，是由四組結(jié)構(gòu)相同的阻尼單元通過連接銷軸依次鉸接構(gòu)成的環(huán)狀限位結(jié)構(gòu)，所述的阻尼單元包括有由上至下通過銷軸依次連接設(shè)置的上層板、中間層板和底層板，所述的上層板、中間層板和底層板主體為圓形結(jié)構(gòu)，且在圓形結(jié)構(gòu)的側(cè)邊一體形成有連接把手，其中，所述的上層板和底層板結(jié)構(gòu)相同均是在圓形結(jié)構(gòu)部分開有能夠貫穿銷軸的中心通孔的圓盤狀結(jié)構(gòu)，所述中間層板的圓形結(jié)構(gòu)部分為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在所述的上層板和底層板之間且位于所述中間層板的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)設(shè)置有棘輪，所述棘輪通過形成在中心的中心孔套在所述的銷軸上，所述棘輪的每個齒槽內(nèi)設(shè)置有一個滾子和一個支撐滾子的螺旋彈簧，所述的棘輪的外周與所述的中間層板的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)壁之間設(shè)置有環(huán)形擠壓鉛塊。
[0007]所述的上層板、棘輪和底層板與所述的銷軸為固定連接。
[0008]所述的四組結(jié)構(gòu)相同的阻尼單元中第一組中間層板的連接把手通過連接銷軸能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第二組上層板和底層板的連接把手之間，第二組中間層板的連接把手通過連接銷軸能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第三組上層板和底層板的連接把手之間，第三組中間層板的連接把手通過連接銷軸能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第四組上層板和底層板的連接把手之間，第四組中間層板的連接把手通過連接銷軸能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第一組上層板和底層板的連接把手之間。
[0009]所述的上層板、中間層板和底層板的連接把手相對旋轉(zhuǎn)的最大角度為60度。
[0010]所述的棘輪設(shè)置有5個以上的輪齒。
[0011]所述的滾子的直徑大于等于棘輪的輪齒凹角處與所述擠壓鉛塊內(nèi)側(cè)邊之間的距離。
[0012]所述的滾子采用鋼圓柱滾子。
[0013]所述的擠壓鉛塊采用機(jī)加工鉛塊。
[0014]所述的上層板和底層板在與所述的中間層板的接觸面之間設(shè)置有無粘結(jié)材料層。
[0015]所述的螺旋彈簧設(shè)置在所述棘輪上的輪齒的凹角處。
[0016]本實用新型的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，作為耗能元件安裝在建筑結(jié)構(gòu)中，位移維數(shù)增加，可以獨自實現(xiàn)在二維空間內(nèi)發(fā)生位移。具有限位功能，滾子只可在一個棘輪輪齒的范圍運動，相應(yīng)把手可轉(zhuǎn)過的最大角度為60度，達(dá)到限位功能。具有一定的初始剛度可以抵抗風(fēng)荷載和小震作用，當(dāng)超過設(shè)防烈度時，本耗能元件進(jìn)入工作狀態(tài)，耗散地震能量。本實用新型可廣泛應(yīng)用于建筑物的耗能減震及限位控制。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型外部整體結(jié)構(gòu)俯視圖；
[0018]圖2是本實用新型內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3是本實用新型局部放大的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是本實用新型阻尼單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖5是本實用新型的上層板或下層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖6是本實用新型的中間層板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖7是本實用新型的棘輪結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖8是圖4A-A剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖中
[0026]1:上層板2:中間層板
[0027]3:底層板4:棘輪
[0028]5:滾子6:螺旋彈簧
[0029]7:擠壓鉛塊8:銷軸
[0030]9:連接銷軸10:連接把手
【具體實施方式】
[0031]下面結(jié)合實施例和附圖對本實用新型的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器做出詳細(xì)說明。
[0032]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本實用新型的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，是由四組結(jié)構(gòu)相同的阻尼單元A通過連接銷軸9依次鉸接構(gòu)成的環(huán)狀限位結(jié)構(gòu)，所述的阻尼單元A包括有由上至下通過銷軸8依次連接設(shè)置的上層板1、中間層板2和底層板3，所述的上層板I和底層板3在與所述的中間層板2的接觸面之間設(shè)置有無粘結(jié)材料層。所述的上層板1、中間層板2和底層板3主體為圓形結(jié)構(gòu)，且在圓形結(jié)構(gòu)的側(cè)邊一體形成有連接把手10，其中，所述的上層板I和底層板3結(jié)構(gòu)相同，如圖5所示均是在圓形結(jié)構(gòu)部分開有能夠貫穿銷軸8的中心通孔的圓盤狀結(jié)構(gòu)。如圖6所示，所述中間層板2的圓形結(jié)構(gòu)部分為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在所述的上層板I和底層板3之間且位于所述中間層板2的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)設(shè)置有如圖7所示的棘輪4，所述棘輪4通過形成在中心的中心孔42套在所述的銷軸8上，所述的棘輪4設(shè)置有5個以上的輪齒41。所述的上層板1、棘輪4和底層板3與所述的銷軸8為固定連接。所述棘輪4的每兩個輪齒41之間的齒槽內(nèi)設(shè)置有一個滾子5和一個支撐滾子5的螺旋彈簧6，所述的螺旋彈簧6設(shè)置在所述棘輪4上的輪齒41的凹角處，所述的棘輪4的外周與所述的中間層板2的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)壁之間設(shè)置有環(huán)形擠壓鉛塊7，所述的擠壓鉛塊7采用機(jī)加工鉛塊。所述的滾子5采用鋼圓柱滾子5，所述的滾子5的直徑大于等于棘輪4的輪齒41凹角處與所述擠壓鉛塊7內(nèi)側(cè)邊之間的距離，從而使上層板I和底層板3相對于中間層板2轉(zhuǎn)動時，棘輪4的外周和擠壓鉛塊7的內(nèi)側(cè)面間形成的斜楔面楔緊位于其間的滾子5，同時滾子5對外圈的擠壓鉛塊7進(jìn)行擠壓。
[0033]如圖1、圖2、圖8所示，所述的四組結(jié)構(gòu)相同的阻尼單元A中第一組中間層板2的連接把手通過連接銷軸9能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第二組上層板I和底層板3的連接把手之間，第二組中間層板2的連接把手通過連接銷軸9能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第三組上層板I和底層板3的連接把手之間，第三組中間層板2的連接把手通過連接銷軸9能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第四組上層板I和底層板3的連接把手之間，第四組中間層板2的連接把手通過連接銷軸9能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第一組上層板I和底層板3的連接把手之間。滾子5在棘輪4和中間層板2的內(nèi)側(cè)面間形成的斜楔面內(nèi)一個棘輪的輪齒的范圍運動，并兩端限位，相應(yīng)連接把手可轉(zhuǎn)過的最大角度為60度，達(dá)到限位功能。
[0034]本實用新型的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器工作過程是，當(dāng)發(fā)生地震時，上層板I和底層板3通過連接把手的連接相對于中間層板2產(chǎn)生轉(zhuǎn)動，此時，棘輪4的外周和擠壓鉛塊7的內(nèi)側(cè)面間形成的斜楔面楔緊位于其間的滾子5，同時滾子5對擠壓鉛塊7進(jìn)行擠壓，鉛擠壓流動而發(fā)熱，從而消耗地震作用能量，達(dá)到耗能減震的目的。
【主權(quán)項】
1.一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，是由四組結(jié)構(gòu)相同的阻尼單元(A)通過連接銷軸(9)依次鉸接構(gòu)成的環(huán)狀限位結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述的阻尼單元(A)包括有由上至下通過銷軸(8)依次連接設(shè)置的上層板(I)、中間層板(2)和底層板(3)，所述的上層板(1)、中間層板(2)和底層板(3)主體為圓形結(jié)構(gòu)，且在圓形結(jié)構(gòu)的側(cè)邊一體形成有連接把手(10)，其中，所述的上層板(I)和底層板(3)結(jié)構(gòu)相同均是在圓形結(jié)構(gòu)部分開有能夠貫穿銷軸(8)的中心通孔的圓盤狀結(jié)構(gòu)，所述中間層板(2)的圓形結(jié)構(gòu)部分為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在所述的上層板(I)和底層板(3)之間且位于所述中間層板(2)的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)設(shè)置有棘輪(4)，所述棘輪⑷通過形成在中心的中心孔(42)套在所述的銷軸⑶上，所述棘輪⑷的每個齒槽內(nèi)設(shè)置有一個滾子(5)和一個支撐滾子(5)的螺旋彈簧(6)，所述的棘輪(4)的外周與所述的中間層板(2)的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)壁之間設(shè)置有環(huán)形擠壓鉛塊(7)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的上層板(1)、棘輪(4)和底層板(3)與所述的銷軸(8)為固定連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的四組結(jié)構(gòu)相同的阻尼單元㈧中第一組中間層板⑵的連接把手通過連接銷軸(9)能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第二組上層板⑴和底層板(3)的連接把手之間，第二組中間層板(2)的連接把手通過連接銷軸(9)能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第三組上層板(I)和底層板(3)的連接把手之間，第三組中間層板(2)的連接把手通過連接銷軸(9)能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第四組上層板(I)和底層板(3)的連接把手之間，第四組中間層板(2)的連接把手通過連接銷軸(9)能夠旋轉(zhuǎn)的連接在第一組上層板(I)和底層板(3)的連接把手之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的上層板(I)、中間層板(2)和底層板(3)的連接把手相對旋轉(zhuǎn)的最大角度為60度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的棘輪(4)設(shè)置有5個以上的輪齒(41)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的滾子(5)的直徑大于等于棘輪(4)的輪齒(41)凹角處與所述擠壓鉛塊(7)內(nèi)側(cè)邊之間的距離。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的滾子(5)采用鋼圓柱滾子(5)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的擠壓鉛塊(7)采用機(jī)加工鉛塊。9.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的上層板(I)和底層板(3)在與所述的中間層板(2)的接觸面之間設(shè)置有無粘結(jié)材料層。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，其特征在于，所述的螺旋彈簧(6)設(shè)置在所述棘輪(4)上的輪齒(41)的凹角處。
【專利摘要】一種二維限位型鉛擠壓阻尼器，是由四組結(jié)構(gòu)相同的阻尼單元通過連接銷軸依次鉸接構(gòu)成的環(huán)狀限位結(jié)構(gòu)，阻尼單元有由上至下通過銷軸依次連接設(shè)置的上層板、中間層板和底層板，上層板、中間層板和底層板主體為圓形結(jié)構(gòu)，且在圓形結(jié)構(gòu)的側(cè)邊一體形成有連接把手，上層板和底層板結(jié)構(gòu)相同是在圓形結(jié)構(gòu)部分開有中心通孔的圓盤狀結(jié)構(gòu)，中間層板的圓形結(jié)構(gòu)部分為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在上層板和底層板之間且位于中間層板的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)設(shè)置有棘輪，棘輪通過形成在中心的中心孔套在銷軸上，棘輪的每個齒槽內(nèi)設(shè)置有一個滾子和一個支撐滾子的螺旋彈簧，棘輪的外周與中間層板的環(huán)形結(jié)構(gòu)的環(huán)內(nèi)壁之間設(shè)置有環(huán)形擠壓鉛塊。本實用新型可廣泛應(yīng)用于建筑物的耗能減震及限位控制。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN204676724
【申請?zhí)枴緾N201520240823
【發(fā)明人】劉平, 楊建江, 李寧, 馬華, 李振寶, 宗紹利
【申請人】天津大學(xué)仁愛學(xué)院
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2015年4月20日