一种基于组合弹簧的自复位粘滞阻尼器

专利查询2022-5-26  109



1.本实用新型属于土木工程消能减震技术领域,涉及一种基于组合弹簧的自复位粘滞阻尼器。


背景技术:

2.消能减震结构是指通过设置消能装置,在结构振动过程中,利用结构变形产生相对位移和相对速度,使消能装置消耗结构振动能量,从而降低结构地震反应,达到预期抗震设计要求的建筑结构。常见的消能装置可以分为位移型阻尼器(如摩擦阻尼器、金属屈服型阻尼器)和速度型阻尼器(如粘滞阻尼器、粘弹性阻尼器)。虽然按照我国抗震设计规范要求进行设计的消能减震结构,可以满足“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设防目标,但是,在强震作用下,由于材料进入塑性屈服耗能,结构震后仍会产生较大的残余变形。已有的一些研究表明,当结构残余位移角大于0.5%时,其震后维修成本将会大于重建成本,而大量建筑的推倒重建,会给社会带来难以估计的经济损失。在传统的消能装置中引入自复位装置,使消能装置兼具良好的耗能和自复位功能,不仅可以控制主体结构的震时响应,还可以有效地减小结构震后的残余变形,从而使得结构震后不需修复或稍加修复即可快速恢复其使用功能。
3.目前,现有的自复位摩擦阻尼器和自复位金属屈服型阻尼器在地震作用下虽然可以表现出典型的旗帜型滞回特征,使结构具有良好的自复位能力,但是在设计中需要至少满足自复位装置所提供的恢复力大于消能装置的复位阻力(如摩擦力、金属屈服后产生的阻碍力),这也限制了其在大震时的耗能能力。粘滞阻尼器产生的阻尼力与速度相关,在地震作用过程中可充分消耗地震能量,在震后结构缓慢复位过程中,粘滞阻尼器的复位阻力远小于位移型阻尼器。因此,为实现结构的自复位功能,相比于摩擦阻尼耗能和金属屈服型耗能,粘滞阻尼耗能是一种更理想的耗能方式。
4.现有的自复位粘滞阻尼器由平衡板两侧的复位弹簧提供复位合力,该复位合力始终与阻尼器的复位阻力相平衡。当平衡板处于初始平衡位置时,无论复位弹簧是否施加预应力,其复位合力均为零;当阻尼器存在不可忽略的初始内摩擦力或者当结构发生塑性变形时,由于复位阻力的存在,平衡板不能完全回到初始平衡位置,其一侧的复位弹簧将受压,另一侧的复位弹簧将受拉,共同提供一个复位合力与复位阻力相平衡,因此,该自复位阻尼器只能实现结构的部分自复位。同时,该自复位粘滞阻尼器在低频振动下的耗能能力有限。


技术实现要素:

5.为了提高现有自复位粘滞阻尼器的自复位能力以及其在低频振动下的耗能能力,本实用新型提出一种基于组合弹簧的自复位粘滞阻尼器,该阻尼器在低频和高频动力激励下,均表现出优良的耗能能力及自复位性能,同时,其构造简单,易于装配,可以根据设计需要调节组合弹簧的预压力,将结构的残余变形控制在预期的设计范围之内,实现结构的低
损伤,从而减少结构的地震损失。
6.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
7.一种基于组合弹簧的自复位粘滞阻尼器,包括弹簧复位装置、传力装置和粘滞阻尼液为硅油的粘滞阻尼耗能装置,粘滞阻尼耗能装置通过传力装置与弹簧复位装置联动,传力装置包括外传力构件和内传力构件;外传力构件包括筒体,粘滞阻尼耗能装置、弹簧复位装置均安装在筒体内,内传力构件包括导杆,导杆沿着筒体的轴向布置,并与粘滞阻尼耗能装置连接固定,所述的弹簧复位装置包括复位弹簧件以及两块分设在复位弹簧件轴向两端的承压板,每一块承压板均套接在导杆的外围并能够沿着导杆可移动设置;
8.所述复位弹簧件套接在导杆外围,并可通过导杆实现内导向;
9.当导杆受拉或受压时,弹簧复位装置的两块承压板中,处于导杆受力方向前端的承压板通过外传力构件的轴向限位而保持原位不动,处于导杆受力方向后端的承压板,在导杆移动所产生推力的作动下,能够随着导杆的移动而同步移动,以挤压复位弹簧件,促使复位弹簧件产生自复位合力,以缓冲导杆移动,并在导杆受力消除后,自动复位。
10.优选地,所述的复位弹簧件为组合弹簧,包括环形弹簧组以及碟形弹簧组,碟形弹簧组包括若干片碟形弹簧,各碟形弹簧依次套接在处于两块承压板之间的导杆外围,并能够通过导杆实现内导向,环形弹簧组则套接在碟形弹簧组的外围,并能够通过筒体的内壁实现外导向,且环形弹簧组的内径大于碟形弹簧组的外径,同时环形弹簧组和碟形弹簧组之间的间隙满足两者受压变形后能够始终避免接触干涉;碟形弹簧组、环形弹簧组的轴向两端均对应地与所述的两块承压板相抵接。
11.优选地,所述的弹簧复位装置包括两个,对应为第一、第二弹簧复位装置,分别位于粘滞阻尼耗能装置的轴向两侧;
12.所述外筒的两端敞口设置,且外筒的两个敞口端分别对应地安装第一压紧螺母、第二压紧螺母;
13.筒体分段设置,并依次分段为第一弹簧套筒、粘滞耗能钢筒、第二弹簧套筒、第二弹簧套筒副筒;
14.粘滞阻尼耗能装置安装于粘滞耗能钢筒中,第一、第二弹簧复位装置分别对应地安装在第一弹簧套筒、第二弹簧套筒中;
15.导杆的一端外露于第一压紧螺母的外侧,并与第一耳环连接,导杆的另一端依次穿过第一弹簧复位装置、粘滞阻尼耗能装置、第二弹簧复位装置后处于第二弹簧套筒副筒中。
16.优选地,所述的第一弹簧套筒、粘滞耗能钢筒、第二弹簧套筒、第二弹簧套筒副筒均为相互独立的构件,第一弹簧套筒、粘滞耗能钢筒、第二弹簧套筒、第二弹簧套筒副筒顺序拼接形成所述的外筒;
17.在粘滞耗能钢筒与第一弹簧套筒的拼接位置处,粘滞耗能钢筒的外径小于第一弹簧套筒的内径,促使处于初始状态的第一弹簧复位装置的两承压板,能够分别通过第一压紧螺母、粘滞耗能钢筒进行轴向限位;
18.在粘滞耗能钢筒与第二弹簧套筒的拼接位置处,粘滞耗能钢筒的外径小于第二弹簧套筒的内径,促使处于初始状态的第二弹簧复位装置的两承压板,能够通过第二弹簧套筒副筒、粘滞耗能钢筒进行轴向限位。
19.优选地,所述粘滞耗能钢筒的两端均外设有法兰盘,对应为法兰盘a、法兰盘b;
20.所述第一弹簧套筒的一端设置有与法兰盘a对接的法兰盘c,另一端则通过螺纹连接的方式与第一压紧螺母连接;第一弹簧复位装置处于初始状态时,一侧的承压板与第一压紧螺母的内侧表面抵紧,另一侧的承压板则与粘滞耗能钢筒连接有法兰盘a一端的端面抵紧;
21.所述第二弹簧套筒的一端设置有与法兰盘b对接的法兰盘d,另一端则通过螺纹连接的方式与第二弹簧套筒副筒连接;第二弹簧复位装置处于初始状态时,一侧的承压板与第二弹簧套筒副筒的内侧端面抵紧,另一侧的承压板则与粘滞耗能钢筒连接有法兰盘b一端的端面抵紧。
22.优选地,所述粘滞阻尼耗能装置,为粘滞耗能活塞组件,包括第一阻尼端盖、活塞、第二阻尼端盖以及粘滞阻尼液;
23.第一阻尼端盖、第二阻尼端盖间隔地套接在导杆外围,并分别与粘滞耗能钢筒的内壁固定,以形成密闭腔室,所述的密闭腔室中灌注有所述的粘滞阻尼液;
24.所述的活塞,设置在第一阻尼端盖、第二阻尼端盖之间,并与导杆固定;同时,活塞上分布有供粘滞阻尼液流通的节流孔;
25.所述导杆上设置有第一螺套、第二螺套、第一挡块、第二挡块;
26.第一弹簧复位装置的两块承压板,设置于外侧的承压板为第一承压板,设置于内侧的承压板为第二承压板;第二弹簧复位装置的两块承压板,设置于内侧的承压板为第三承压板,设置于外侧的承压板为第四承压板;
27.所述的第一挡块设置在第二承压板与第一阻尼端盖之间,第一螺套设置在第一承压板的外侧;第二挡块设置在第三承压板与第二阻尼端盖之间,第二螺套设置在第四承压板的外侧;
28.第一、第二弹簧复位装置处于初始状态时,第一挡块与第二承压板相抵,第一螺套穿过第一压紧螺母后与第一承压板相抵;第二挡块与第三承压板相抵,第二螺套与第四承压板相抵;
29.当导杆受拉时,第一螺套与第一承压板分离,且第一承压板通过第一压紧螺母轴向限位,第一挡块推动第二承压板朝向第一承压板移动,第一弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力;与此同时,第三承压板通过粘滞耗能钢筒的右端面进行轴向限位,第二挡块与第三承压板分离,第二螺套推动第四承压板朝向第三承压板移动,第二弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力;
30.当导杆受压时,第二承压板通过粘滞耗能钢筒的左端面进行轴向限位,第一挡块与第二承压板分离,第一螺套穿过第一压紧螺母后,推动第一承压板朝向第二承压板移动,第一弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力;与此同时,第四承压板通过第二弹簧套筒副筒的内侧端面进行轴向限位,第二螺套与第四承压板分离,第二挡块推动第三承压板朝向第四承压板移动,第二弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力。
31.优选地,所述活塞与第一阻尼端盖之间设置有第一导向套、与第二阻尼端盖之间设置有第二导向套,第一导向套、第二导向套均与导杆之间形成滑动密封。
32.优选地,所述的导杆为变直径圆杆,包括导杆中间段以及分设在导杆中间段两侧的第一导杆外侧段、第二导杆外侧段;第一、第二导杆外侧段的直径均小于导杆中间段的直
径;导杆中间段上分别设置有第一凹槽和第二凹槽;第一挡块嵌装在第一凹槽中,第二挡块嵌装在第二凹槽中。
33.优选地,第一挡块和第二挡块均由两个相同的沿着周长开有凹槽的半环件组成,两个半环件插入导杆凹槽中后,再沿半环件的凹槽设置轴用卡簧对其进行夹紧,使第一挡块和第二挡块分别固定于导杆第一凹槽和导杆第二凹槽处。
34.优选地,环形弹簧组由若干个相同的带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合而成;碟形弹簧组由若干个相同的碟状钢片通过叠合或对合的方式组合而成;
35.第一弹簧复位装置的环形弹簧组为第一环形弹簧组,第一弹簧复位装置的碟形弹簧组为第一碟形弹簧组;第二弹簧复位装置的环形弹簧组为第二环形弹簧组,第二弹簧复位装置的碟形弹簧组为第二碟形弹簧组;
36.第一弹簧套筒为第一环形弹簧组的外导向,且第一弹簧套筒的内径大于第一环形弹簧组的外径,同时第一弹簧套筒与第一环形弹簧组之间的间隙满足导向间隙的要求;
37.第二弹簧套筒为第二环形弹簧组的外导向,且第二弹簧套筒的内径大于第二环形弹簧组的外径,同时第二弹簧套筒与第二环形弹簧组之间的间隙满足导向间隙的要求;
38.导杆作为第一碟形弹簧组和第二碟形弹簧组的内导向;导杆的直径小于碟形弹簧组内径,且导杆与碟形弹簧组之间的间隙同样满足导向间隙的要求。
39.根据上述的技术方案,与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:
40.1、本实用新型所提供的阻尼器,其通过采用特定结构形式的弹簧复位装置(复位弹簧件、两承压板)以及传力装置(外传力构件、内传力构件),使得该阻尼器无论是在受拉还是在受压过程中,处于复位弹簧件其中一侧(导杆受力方向前端)的承压板通过外传力构件实现轴向限位,处于复位弹簧件另一侧(导杆受力方向后端)的承压板将会随着导杆的移动而同步移动,从而挤压复位弹簧件,使复位弹簧件产生自复位合力,以缓冲导杆移动,并在外力撤除后,实现阻尼器的自复位功能。由此可知,本实用新型在工作过程中,由于外传力构件(筒体)和内传力构件(导杆)的相互作用,弹簧复位装置始终受到轴向压缩,从而避免了弹簧处于不利的受拉状态,最大程度地发挥了弹簧良好的受压特性,使得该阻尼器具备优良的自复位能力。采用该特定的结构形式,当阻尼器处于初始状态时,由于弹簧复位装置两端均受到限位,弹簧复位装置的预压力会在阻尼器内部形成自平衡。当导杆所受外力大于弹簧复位装置的预压力之和时,导杆会发生移动;当导杆所受外力小于该预压力之和时,导杆将始终处于初始平衡位置,因此,当施加于弹簧复位装置中预压力之和大于阻尼器的初始内摩擦力和主体结构发生预期塑性变形后所产生的复位阻力之和时,阻尼器和主体结构均可以实现完全自复位。
41.2、本实用新型创新地采用由碟形弹簧和环形弹簧并联后形成的组合弹簧作为复位弹簧件,以使本实用新型所述的阻尼器应用于建筑结构支撑中时,满足建筑结构支撑对所述阻尼器的复位弹簧件在刚度和强度上的要求。
42.通常地,碟形弹簧能在很小变形时即可承受很大载荷,因此相比于其他类型弹簧,其具有较为优良的自复位能力。环形弹簧的缓冲减振能力很高,其单位体积材料的储能能力比其他类型弹簧都要大,可以提供与加载频率无关的摩擦耗能机制。碟形弹簧由若干碟状钢片组合而成,环形弹簧由若干外圆环和若干内圆环配合而成,其均具有只能受压,不能受拉的力学特性。而本实用新型所述阻尼器的传力体系恰巧能够避免弹簧处于不利的受拉
第一导向套,12-粘滞阻尼液,13-活塞,14-第二导向套,15-第二阻尼端盖,16-第三承压板,17-第二弹簧套筒,18-第二环形弹簧组,19-第二碟形弹簧组,20-第四承压板,21-第二螺套,22-第二弹簧套筒副筒,23-第二压紧螺母,24-第二耳环连接螺栓,25-第二耳环,26-导杆,261-导杆第一外侧段,262-导杆中间段,263-导杆第二外侧段,264-导杆第一凹槽,265-导杆第二凹槽,27-第一挡块, 28-第二挡块,29-第一高强螺栓,30-第二高强螺栓。
具体实施方式
64.下面通过具体实施例和说明书附图对本实用新型作进一步描述,以下实施例只是描述性的,不是限定性的,不能以此限定本实用新型的保护范围。
65.如图1所示,一种基于组合弹簧的自复位粘滞阻尼器,包括粘滞阻尼耗能装置、弹簧复位装置和传力装置,传力装置使得粘滞阻尼耗能装置和弹簧复位装置共同参与工作。粘滞阻尼耗能装置位于自复位粘滞阻尼器的中部,由活塞13、第一导向套11、第二导向套14、第一阻尼端盖10、第二阻尼端盖15和粘滞阻尼液12组成,粘滞阻尼液12为硅油。弹簧复位装置包括两个弹簧复位装置,分别位于粘滞阻尼耗能装置的左右两侧,保证该阻尼器受力拉压对称。每个弹簧复位装置均由环形弹簧组、碟形弹簧组和承压板组成,环形弹簧组和碟形弹簧组采用并联的组合方式,可以提供较高的抗侧刚度和强度。传力装置包括外传力构件和内传力构件,外传力构件由粘滞耗能钢筒9、第一弹簧套筒5、第二弹簧套筒17、第二弹簧套筒副筒22、第一压紧螺母3、第二压紧螺母23和第二耳环25组成,内传力构件由第一耳环1、导杆26、第一螺套2、第二螺套21、第一挡块27和第二挡块28组成。
66.图2为粘滞阻尼耗能装置的构造示意图。在粘滞耗能钢筒9、第一导向套11和第二导向套14共同形成的封闭腔体内灌注有粘滞阻尼液12,活塞13上分布有供粘滞阻尼液12流通的节流孔,且其与导杆26固定连接;第一导向套11和第二导向套14使导杆26保持稳定的轴向移动,且与导杆26之间进行滑动密封;第一阻尼端盖10和第二阻尼端盖15与粘滞耗能钢筒9内壁固定连接,第一阻尼端盖10和粘滞耗能钢筒9左端端面之间的距离大于阻尼器行程和第一挡块27的厚度之和,第二阻尼端盖15和粘滞耗能钢筒9右端端面之间的距离大于阻尼器行程和第二挡块28的厚度之和。
67.图3和图4分别为左弹簧复位装置和右弹簧复位装置的构造示意图。第一环形弹簧组6和第二环形弹簧组18均由多个相同的带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合而成,第一弹簧套筒5和第二弹簧套筒17分别作为第一环形弹簧组6和第二环形弹簧组18的外导向,弹簧套筒的内径大于环形弹簧组的外径,且弹簧套筒与环形弹簧组之间的间隙满足导向间隙的要求,防止受载后环形弹簧组外径增大与弹簧套筒发生接触干涉;第一碟形弹簧组7和第二碟形弹簧组19均由多个相同的碟状钢片通过叠合或对合的方式组合而成,导杆26作为第一碟形弹簧组7和第二碟形弹簧组19的内导向,导杆26直径小于碟形弹簧组内径,且导杆26与碟形弹簧组之间的间隙同样满足导向间隙的要求,防止受载后碟形弹簧组内径减小与导杆26发生接触干涉;环形弹簧组内径大于碟形弹簧组外径,环形弹簧组和碟形弹簧组之间的间隙满足两者受压变形后始终不发生接触干涉。
68.第一承压板4、第二承压板8、第三承压板16和第四承压板20为相同尺寸的中心开圆孔的圆形承压板,承压板外径小于弹簧套筒内径,承压板中心圆孔直径大于导杆26直径,保证承压板可以相对弹簧套筒和导杆26发生滑动。
69.图5为外传力构件的构造示意图。其中,所述的粘滞耗能钢筒9,如图9a、9b所示,为两端均固定连接有法兰盘的圆形截面钢管,第一弹簧套筒5和第二弹簧套筒17的结构类似,如图10a、图10b、图11a、图11b所示,均为一端固定连接有法兰盘的圆形截面钢管;第一弹簧套筒5和第二弹簧套筒17内径、外径均相等,且内径均大于粘滞耗能钢筒9外径;第一弹簧套筒5与粘滞耗能钢筒9通过第一高强螺栓29进行连接,第二弹簧套筒17与粘滞耗能钢筒9同样通过第二高强螺栓30进行连接。
70.第一压紧螺母3和第一弹簧套筒5通过螺纹进行连接,可以通过调节第一压紧螺母3在第一弹簧套筒5中的旋合深度来调节第一环形弹簧组6和第一碟形弹簧组7中的预压力;第二弹簧套筒17和第二弹簧套筒副筒22同样通过螺纹进行连接,可以通过调节第二弹簧套筒17和第二弹簧套筒副筒22之间的旋合长度来调节第二环形弹簧组18和第二碟形弹簧组19中的预压力。第二弹簧套筒副筒22的结构如图12a、12b所示。第二耳环25和第二耳环连接螺栓24、第二耳环连接螺栓24和第二压紧螺母23、第二压紧螺母23和第二弹簧套筒副筒22之间均通过螺纹进行连接。
71.图6为内传力构件的构造示意图。其中,如图13a、13b所示,导杆26为变直径圆杆,导杆第一外侧段261直径和导杆第二外侧段263直径小于导杆中间段262直径,导杆中间段262开设宽度和深度均相等的第一凹槽264和第二凹槽265;第一耳环1和第一螺套2通过螺纹与导杆第一外侧段261连接,第一螺套2的结构如图14a、图14b所示。第二螺套21通过螺纹与导杆第二外侧段263连接,第二螺套21的结构如图15a、图15b所示;第一挡块27和第二挡块28的结构如图16所示,均由两个相同的沿着周长开有凹槽的半环件组成,两个半环件插入导杆凹槽中后,再沿半环件的凹槽设置轴用卡簧对其进行夹紧,使第一挡块27和第二挡块28分别固定于导杆第一凹槽264和导杆第二凹槽265处。
72.下面阐述应用本实用新型的具体方法步骤:
73.(1)组装粘滞阻尼耗能装置:在粘滞耗能钢筒9的左端依次安装第一导向套11和第一阻尼端盖10,接着将固定有活塞13的导杆26从粘滞耗能钢筒9右端插入,并依次穿过第一导向套11和第一阻尼端盖10,然后向粘滞耗能钢筒9中注入粘滞阻尼液12,待粘滞阻尼液注满后在粘滞耗能钢筒9的右端依次安装第二导向套14和第二阻尼端盖15;
74.(2)组装左弹簧复位装置:将第一挡块27的两个半环件插入导杆第一凹槽264中后,再通过轴用卡簧将其夹紧,接着用同样的方法将第二挡块28固定于导杆第二凹槽265中。接下来在粘滞阻尼耗能装置左端依次安装第二承压板8、第一碟形弹簧组7、第一环形弹簧组6和第一承压板4,然后将第一压紧螺母3和第一弹簧套筒5通过螺纹连接成一个整体,通过千斤顶对第一弹簧套筒5进行顶压,从而给第一碟形弹簧组7和第一环形弹簧组6施加预压力,直至第一弹簧套筒5的法兰盘与粘滞耗能钢筒9的左侧法兰盘相顶紧,再维持千斤顶出力不变,安装并拧紧高强螺栓29,使得第一碟形弹簧组7和第一环形弹簧组6中的预压力在阻尼器中形成自平衡,最后撤去千斤顶并安装第一螺套2和第一耳环1;
75.(3)组装右弹簧复位装置:在粘滞阻尼耗能装置右端依次安装第三承压板16、第二碟形弹簧组19、第二环形弹簧组18和第四承压板20,然后将第二弹簧套筒17和第二弹簧套筒副筒22通过螺纹连接成一个整体,通过千斤顶对第二弹簧套筒副筒22进行顶压,从而给第二碟形弹簧组19和第二环形弹簧组18施加预压力,直至第二弹簧套筒17的法兰盘和粘滞耗能钢筒9的右侧法兰盘相顶紧,再维持千斤顶出力不变,安装并拧紧高强螺栓30,使得第
二碟形弹簧组19和第二环形弹簧组18中的预压力在阻尼器中形成自平衡,最后撤去千斤顶,依次安装第二螺套21、第二压紧螺母23和第二耳环25。
76.下面阐述本实用新型的工作原理:
77.如图7所示,当该阻尼器受拉时,导杆26向左移动,第一承压板4和第三承压板16由于分别受到第一压紧螺母3和粘滞耗能钢筒9的限制而不发生移动,固定于导杆26上的第一挡块27和第二螺套21随着导杆26的移动分别带动第二承压板8和第四承压板20也向左移动,使得该组合弹簧受压。
78.如图8所示,当该阻尼器受压时,导杆26向右移动,第二承压板8和第四承压板20由于分别受到粘滞耗能钢筒9和第二弹簧套筒副筒22的限制而不发生移动,固定于导杆26上的第一螺套2和第二挡块28随着导杆26的移动分别带动第一承压板4和第三承压板16也向右移动,使得该组合弹簧同样受压。因此,该阻尼器无论是受拉还是受压,外传力构件和内传力构件的相对移动均会使得第一环形弹簧组6、第一碟形弹簧组7、第二环形弹簧组18和第二碟形弹簧组19受到进一步挤压,组合弹簧所产生的自复位合力随着其压缩变形的增大而增大,该自复位合力也始终推动着阻尼器导杆26回到初始平衡位置。同时,环形弹簧组和碟形弹簧组均具备过载保护的特性,当碟形弹簧组或者环形弹簧组被完全压缩后,由于弹簧变形达到最大,导杆26的位移会受到限制,从而避免了阻尼器的过载破坏。
79.当第一环形弹簧组6和第二环形弹簧组18受压后,环形弹簧组中带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环会沿着配合圆锥面发生相对滑动,并在滑动面上产生一个切向摩擦力,该切向摩擦力能够使地震输入的能量转换为热能进行耗散。当第一碟形弹簧组7和第二碟形弹簧组19受压后,碟状钢片会产生变形,其表面的摩擦阻尼作用同样可以耗散地震输入的部分能量,而当碟状钢片进行叠合组合时,该耗能作用将更明显。环形弹簧组和碟形弹簧组所产生的阻尼力与载荷速度无关。
80.简而言之,当导杆受拉或受压时,弹簧复位装置的两块承压板中,处于受力方向前端的承压板通过外传力构件的轴向支承而保持原位不动,处于受力方向后端的承压板,在导杆移动所产生推力的作动下,能够随着导杆的移动而同步移动,以挤压复位弹簧件,促使复位弹簧件产生自复位合力,以缓冲导杆移动,并在导杆受力消除后,自动复位。
81.换句话来讲,第一、第二弹簧复位装置处于初始状态时,如图1所示,第一挡块与第二承压板相抵,第一螺套穿过第一压紧螺母后与第一承压板相抵;第二挡块与第三承压板相抵,第二螺套与第四承压板相抵;
82.当导杆受拉时,如图7所示,第一螺套与第一承压板分离,且第一承压板通过第一压紧螺母轴向限位,第一挡块推动第二承压板朝向第一承压板移动,第一弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力;与此同时,第三承压板通过外筒的内壁进行轴向限位,第二挡块与第三承压板分离,第二螺套推动第四承压板朝向第三承压板移动,第二弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力;
83.当导杆受压时,如图8所示,第二承压板通过外筒的内壁进行轴向限位,第一挡块与第二承压板分离,第一螺套穿过第一压紧螺母后,推动第一承压板朝向第二承压板移动,第一弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力;与此同时,第四承压板通过外筒的内壁进行轴向限位,第二梁洛涛与第四承压板分离,第二挡块推动第三承压板朝向第四承压板移动,第二弹簧复位装置的组合弹簧受压后产生自复位合力。
84.同时,当导杆26发生往复运动时,将会带动活塞13在粘滞耗能钢筒9内发生往复运动,活塞13两侧的粘滞阻尼液12通过活塞上的节流孔在封闭腔体内流动,从而产生较大的节流阻力,将地震输入的能量转换为热能进行耗散,且该阻尼力的大小随着导杆26往复运动速度的增大而增大。
85.本实用新型自复位粘滞阻尼器在工作过程中,粘滞耗能装置发挥主要的耗能作用,而弹簧复位装置使得该阻尼器具备优良的自复位能力,同时弥补了粘滞耗能装置在低频振动下耗能能力有限的不足。当弹簧复位装置所施加的初始预压力之和大于该阻尼器的初始内摩擦力和主体结构发生塑性变形后所产生的复位阻力之和时,阻尼器和主体结构均可以实现完全自复位;而当弹簧复位装置所施加的初始预压力之和小于该阻尼器的初始内摩擦力和主体结构发生塑性变形后所产生的复位阻力之和时,阻尼器和主体结构的震后残余变形会减小,实现部分自复位。
86.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

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