一种电涡流调谐质量阻尼器的制作方法-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36404713发布日期:2023-12-16 10:42阅读:15来源:国知局
一种电涡流调谐质量阻尼器的制作方法

1.本发明涉及建筑物的防震动结构领域,特别涉及一种电涡流调谐质量阻尼器



背景技术:

2.工程结构在地震

风激励

人为等因素作用下会产生有害的振动,使人感觉到恐慌或不舒服,而且严重影响结构的耐久性;调谐质量阻尼器能有效的控制结构振动,达到较好的减振作用,且已在许多工程实际应用中被证实;调谐质量阻尼器
(tuned mass damper
,简称
tmd)
,主要由质量块

耗散结构振动能量的阻尼元件

调谐频率的弹性元件等组件构成,目前大型工程结构由于水平振动方向的随机性,一般采用摆式调谐质量阻尼器进行振动控制,摆式调谐质量阻尼器根据阻尼系统的实现方式不同,可分粘滞流体摆式调谐质量阻尼器和电涡流调谐质量阻尼器等

3.其中,电涡流阻尼是利用电磁感应产生阻尼耗能的一种方式,由于其无流体介质参与,不存在密封泄露等问题,无接触不存在磨损等寿命问题,同时采用磁体和铜材相对运动切割磁感线产生电涡流,不需额外电源等供能问题,具有结构简单可靠

耐温耐候等优点

其中,申请号为
cn201910048354.6
的发明专利公开了一种自适应水平向电涡流调谐质量阻尼器,包括底板

拉簧挡板

磁体

固定质量块

拉簧

调节质量块

铜板组件以及万向滚珠轴承,拉簧挡板固定在底板左右两侧,固定质量块位于两个拉簧挡板中间,拉簧两端分别与拉簧挡板及固定质量块连接,万向滚珠轴承均匀分布于底板上,且支撑固定质量块,铜板组件竖直立于底板前后两侧,磁体连接于固定质量块的前后两侧,且与铜板组件之间留有间隙,通过调节磁体与铜板组件的间隙,用以调节阻尼器的阻尼比;调节质量块连接在固定质量块上,用以调节阻尼器的振动频率

该技术中,质量块通过左右移动来来实现磁体和铜板之间的相对滑动,从而产生电涡流,消耗来自建筑物震动的能量,形成较大的电磁阻尼,实现减震的目的

但是,在建筑物产生震动时候,不仅仅会对质量块产生沿滑动方向的震动,还会产生和滑动方向形成夹角的震动,该类震动会对连接在质量块两端的拉簧产生扭矩,长时间的使用下,会导致拉簧产生损坏,进而降低整个调谐质量阻尼器的结构稳定性,并降低调谐质量阻尼器的减震效果



技术实现要素:

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一

为此,本发明提出一种电涡流调谐质量阻尼器,能够提高减震效果的同时,增强电涡流调谐质量阻尼器的结构稳定性

5.根据本发明的第一方面实施例的一种电涡流调谐质量阻尼器,包括质量组件

电涡流阻尼组件以及限位阻尼组件;所述质量组件包括底座和质量块,所述底座用于安装在建筑结构上,所述底座的设置有两个第一侧面和两个第二侧面,两个所述第一侧面相对设置,两个所述第二侧面相对设置,所述质量块可滑动地设置在所述底座上,所述质量块能且仅能沿所述第一侧面的延伸方向滑动,所述质量块的两端分别和两个所述第二侧面对应设
置;所述电涡流阻尼组件包括导磁金属板和若干个永磁体,所述导磁金属板设置在所述第一侧面的内侧,所述永磁体分设于所述质量块的两侧,所述永磁体和所说导磁金属板对应设置;所述限位阻尼组件设置在所述第二侧面和所述质量块之间,所述限位阻尼组件包括第一缸体

第二缸体

第一活塞板

第二活塞板

第一连接杆

第二连接杆以及若干弧形弹簧,所述第一缸体的内径大于所述第二缸体的内径,所述第二缸体的一端可转动地内置于所述所述第一缸体,另一端突出于所述第一缸体,所述第一活塞板设置有多个第一通孔,且可滑动地嵌设于所述第一缸体,所述第二活塞板设置有多个第二通孔,且可滑动地嵌设于所述第二缸体,所述第一缸体和所述第二缸体连通,所述第一缸体远离所述第二缸体的一端设置有第一端盖,所述第二缸体远离所述第一缸体的一端设置有第二端盖,所述第一缸体远离所述第一端盖的一端设置有第三端盖,所述第二缸体插装于所述第三端盖中,所述第一缸体和所述第二缸体的内部内置有呈液态的阻尼介质,所述第一缸体远离所述第一端盖的一端的内侧设置有多个第一凸起,多个所述第一凸起绕所述第一缸体的轴心环绕设置,所述第二缸体的端部的外侧设置有多个第二凸起,多个所述第二凸起和多个所述第一凸起间隔设置,且相邻的所述第一凸起和所述第二凸起之间设置有所述弧形弹簧,所述第一连接杆和所述第一活塞板固定连接,且穿设于所述第一端盖,所述第一连接杆和所述第二侧面固定连接,所述第二连接杆和所述第二活塞板固定连接,且穿设于所述第二端盖,所述第二连接杆和所述质量块的端部固定连接

6.根据本发明实施例的一种电涡流调谐质量阻尼器,至少具有如下有益效果:利用两级阶梯的缸体结构,配合两个缸体之间设置的弧形弹簧,能在低频大振幅时获得大阻尼

大刚度的减震效果,高频小振幅时获得小阻尼

小刚度的减震效果,且同时有效衰减对所述限位阻尼组件锁产生的扭矩,维持整个电涡流调谐质量阻尼器的稳定性

7.根据本发明的一些实施例,所述第一缸体内置有呈环状的托板,所述第一凸起固定在所述托板上,所述第二缸体的端部抵接于所述托板上,且所述第二凸起夹设于所述托板和所述第三端盖之间

8.根据本发明的一些实施例,所述第一连接杆的杆身设置有多条第一肋条,所述第一端盖设置有供所述第一连接杆滑动的第一穿孔;所述第二连接杆的杆身设置有多条第二肋条,所述第二端盖设置有供所述第二连接杆滑动的第二穿孔

9.根据本发明的一些实施例,所述质量块的上端可拆卸连接有配重块,当所述质量块上固定安装有多个所述配重块,多个所述配重块层叠在所述质量块上

10.根据本发明的一些实施例,所述质量块的上端设置有多条定位轴,所述配重块设置有多个定位孔,所述定位轴插装于所述定位孔中

11.根据本发明的一些实施例,质量块设置有两个安装槽,两个所述安装槽分设于所述质量块靠近所述第一侧面的两侧,所述安装槽的上端设置有多条插槽,所述插槽和所述第一侧面平行设置,多个所述插槽沿所述第二侧面的延伸方向等距间隔设置,所述永磁体可拆卸地,穿设于所述插槽且内置于所述安装槽中

12.根据本发明的一些实施例,所述底座设置有两条导轨,所述导轨沿所述第一侧面的延伸方向设置,并分设于所述第二侧面的两侧,所述质量块的底部设置有两个滑块,两个所述滑块分别和两条所述导轨滑动配合

13.根据本发明的一些实施例,所述底座设置有多个滚珠,所述滚珠能在所述底座中
绕圆心万向转动,多个所述滚珠呈矩阵排列,所述质量块搭接于所述滚珠上

14.根据本发明的一些实施例,所述第一缸体和所述第二缸体均和所述导轨平行设置

15.根据本发明的一些实施例,所述阻尼介质为硅油

16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到

附图说明
17.下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明,其中:
18.图1为本发明实施例的电涡流调谐质量阻尼器的示意图;
19.图2为本发明实施例的电涡流调谐质量阻尼器的限位阻尼组件的剖面示意图;
20.图3为本发明实施例的电涡流调谐质量阻尼器的质量块的剖面示意图;
21.图4为本发明实施例的电涡流调谐质量阻尼器的限位第一连接杆的剖面示意图;
22.图5为本发明实施例的电涡流调谐质量阻尼器的第一凸起

第二凸起和弧形弹簧的配合示意图;
23.图6为本发明实施例的电涡流调谐质量阻尼器的底座
(
无第一侧面和第二侧面
)
的俯视示意图

24.1000、
质量组件;
1100、
底座;
1110、
第一侧面;
1120、
第二侧面;
1130、
导轨;
1140、
滚珠;
1200、
质量块;
1210、
配重块;
1211、
定位孔;
1220、
定位轴;
1230、
安装槽;
1231、
插槽;
1240、
滑块;
2000、
电涡流阻尼组件;
2100、
导磁金属板;
2200、
永磁体;
3000、
限位阻尼组件;
3100、
第一缸体;
3110、
第一端盖;
3111、
第一穿孔;
3120、
第三端盖;
3130、
第一凸起;
3140、
托板;
3200、
第二缸体;
3210、
第二端盖;
3211、
第二穿孔;
3220、
第二凸起;
3230、
弧形弹簧;
3300、
第一活塞板;
3310、
第一通孔;
3400、
第二活塞板;
3410、
第二通孔;
3500、
第一连接杆;
3510、
第一肋条;
3600、
第二连接杆;
3700、
阻尼介质;
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件

下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制

26.在本发明的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上









右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位

以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制

27.在本发明的描述中,若干的含义是一个或者多个,多个的含义是两个以上,大于

小于

超过等理解为不包括本数,以上

以下

以内等理解为包括本数

如果有描述到第一

第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系

28.本发明的描述中,除非另有明确的限定,设置

安装

连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体
含义

29.参照图1至图6,本发明实施例的一种电涡流调谐质量阻尼器,包括质量组件
1000、
电涡流阻尼组件
2000
以及限位阻尼组件
3000
;质量组件
1000
包括底座
1100
和质量块
1200
,底座
1100
用于安装在建筑结构上,底座
1100
的设置有两个第一侧面
1110
和两个第二侧面
1120
,两个第一侧面
1110
相对设置,两个第二侧面
1120
相对设置,质量块
1200
可滑动地设置在底座
1100
上,质量块
1200
能且仅能沿第一侧面
1110
的延伸方向滑动,质量块
1200
的两端分别和两个第二侧面
1120
对应设置;电涡流阻尼组件
2000
包括导磁金属板
2100
和若干个永磁体
2200
,导磁金属板
2100
设置在第一侧面
1110
的内侧,永磁体
2200
分设于质量块
1200
的两侧,所述永磁体
2200
和所说导磁金属板
2100
对应设置;限位阻尼组件
3000
设置在第二侧面
1120
和质量块
1200
之间,限位阻尼组件
3000
包括第一缸体
3100、
第二缸体
3200、
第一活塞板
3300、
第二活塞板
3400、
第一连接杆
3500、
第二连接杆
3600
以及若干弧形弹簧
3230
,第一缸体
3100
的内径大于第二缸体
3200
的内径,第二缸体
3200
的一端可转动地内置于第一缸体
3100
,另一端突出于第一缸体
3100
,第一活塞板
3300
设置有多个第一通孔
3310
,且可滑动地嵌设于第一缸体
3100
,第二活塞板
3400
设置有多个第二通孔
3410
,且可滑动地嵌设于第二缸体
3200
,第一缸体
3100
和第二缸体
3200
连通,第一缸体
3100
远离第二缸体
3200
的一端设置有第一端盖
3110
,第二缸体
3200
远离第一缸体
3100
的一端设置有第二端盖
3210
,第一缸体
3100
远离第一端盖
3110
的一端设置有第三端盖
3120
,第二缸体
3200
插装于第三端盖
3120
中,第一缸体
3100
和第二缸体
3200
的内部内置有呈液态的阻尼介质
3700
,第一缸体
3100
远离第一端盖
3110
的一端的内侧设置有多个第一凸起
3130
,多个第一凸起
3130
绕第一缸体
3100
的轴心环绕设置,第二缸体
3200
的端部的外侧设置有多个第二凸起
3220
,多个第二凸起
3220
和多个第一凸起
3130
间隔设置,且相邻的第一凸起
3130
和第二凸起
3220
之间设置有弧形弹簧
3230
,第一连接杆
3500
和第一活塞板
3300
固定连接,且穿设于第一端盖
3110
,第一连接杆
3500
和第二侧面
1120
固定连接,第二连接杆
3600
和第二活塞板
3400
固定连接,且穿设于第二端盖
3210
,第二连接杆
3600
和质量块
1200
的端部固定连接

30.在实际使用的过程中,整个电涡流调谐质量阻尼器通过底座
1100
固定安装在建筑结构上,在建筑结构发生震动或晃动时,位于底座
1100
上的质量块
1200
会沿着固定的直线
(
沿第一侧面
1110
延伸的方向
)
做不同方向的滑动,而在质量块
1200
滑动的过程中,质量块
1200
上的永磁体
2200
和导磁金属板
2100
之间会发生相对运动,进而产生电涡流,进而形成较大的电磁阻尼,进而将能量转化为电能以及热能,吸收建筑物的震动能量,降低建筑物的震动,而在吸收震动的过程中,限位阻尼组件
3000
则是对质量块
1200
产生限位的作用,避免质量块
1200
直接撞击到第二侧面
1120
上,并且约束质量块
1200
的形成,同时,限位阻尼组件
3000
中的阻尼介质
3700
会在一定程度上吸收来自建筑物的震动能量,而需要强调的是,在电涡流调谐质量阻尼器吸收震动的过程中,部分和质量块
1200
移动方向形成夹角的载荷会对质量块
1200
产生扭矩,进而使得第一缸体
3100
和第二缸体
3200
之间发生相对转动趋势,在第一缸体
3100
和第二缸体
3200
发生相对转动时,由于第一缸体
3100
和第二缸体
3200
之间是没有刚性连接的,因此不会造成第一缸体
3100
和第二缸体
3200
之间发生结构性断裂,这是相对于现有技术中采用弹簧所无法达到的效果,而为了避免第一缸体
3100
和第二缸体
3200
之间相对旋转的幅度过大,在第一缸体
3100
和第二缸体
3200
发生相对转动的过程中,弧形弹簧
3230
会对第一凸起
3130
和第二凸起
3220
起反作用的作用,使得第一缸体
3100
和第
二缸体
3200
之间受到来自弧形弹簧
3230
的反作用力,在利用弧形弹簧
3230
进行限位的同时,还能利用弧形弹簧
3230
吸收了震动的能量,保证限位阻尼组件
3000
的刚性结构不会发生断裂

31.此外,上述使用原理提及到限位阻尼组件
3000
中的阻尼介质
3700
会在一定程度上吸收来自建筑物的震动能量,参照图2,具体是指阻尼介质
3700
在第一通孔
3310
和第二通孔
3410
流动的过程中,会对第一活塞板
3300
以及第二活塞板
3400
产生阻尼载荷,进而能配合电磁阻尼来加强对震动能量的吸收,提高减震效果

32.需要强调的是,由于第一缸体
3100
和第二缸体
3200
的内径不一致,因此,在实际使用中,能够通过不同尺寸的第一活塞板
3300
以及第二活塞板
3400
分别配合第一缸体
3100
和第二缸体
3200
,在低频大振幅时获得大阻尼

大刚度的减震效果,高频小振幅时获得小阻尼

小刚度的减震效果,其中,阻尼介质
3700
为硅油

33.综上,利用两级阶梯的缸体结构,配合两个缸体之间设置的弧形弹簧
3230
,能在低频大振幅时获得大阻尼

大刚度的减震效果,高频小振幅时获得小阻尼

小刚度的减震效果,且同时有效衰减对限位阻尼组件
3000
所产生的扭矩,维持整个电涡流调谐质量阻尼器的稳定性

34.需要提及的是,参照图2,为了保证第二缸体
3200
能且仅能在第一缸体
3100
中绕轴转动,而不会发生轴向移动,第一缸体
3100
内置有呈环状的托板
3140
,第一凸起
3130
固定在托板
3140
上,第二缸体
3200
的端部抵接于托板
3140
上,且第二凸起
3220
夹设于托板
3140
和第三端盖
3120
之间

35.优选地,参照图1和图4,第一连接杆
3500
的杆身设置有多条第一肋条
3510
,第一端盖
3110
设置有供第一连接杆
3500
滑动的第一穿孔
3111
;第二连接杆
3600
的杆身设置有多条第二肋条,第二端盖
3210
设置有供第二连接杆
3600
滑动的第二穿孔
3211。
以加强第一连接杆
3500
和第二连接杆
3600
整体强度,同时也能避免第一连接杆
3500
和第一端盖
3110
之间,以及第二连接杆
3600
和第二端盖
3210
之间发生相对转动

36.在一些具体的实施方式中,参照图3,为了能根据实际使用情况来调整震动频率,质量块
1200
的上端可拆卸连接有配重块
1210
,当质量块
1200
上固定安装有多个配重块
1210
,多个配重块
1210
层叠在质量块
1200


具体地,该质量块
1200
的上端设置有多条定位轴
1220
,配重块
1210
设置有多个定位孔
1211
,定位轴
1220
插装于定位孔
1211


37.此外,优选地,质量块
1200
设置有两个安装槽
1230
,两个安装槽
1230
分设于质量块
1200
靠近第一侧面
1110
的两侧,安装槽
1230
的上端设置有多条插槽
1231
,插槽
1231
和第一侧面
1110
平行设置,多个插槽
1231
沿第二侧面
1120
的延伸方向等距间隔设置,永磁体
2200
可拆卸地,穿设于插槽
1231
且内置于安装槽
1230


在该实施方案中,通过将永磁体
2200
插入到不同的插槽
1231
能改变永磁体
2200
和导磁金属板
2100
之间距离,能有效地改变电涡流的强度,进而改变阻尼力的大小,适配不同的具体实施环境

38.为了约束质量块
1200
的移动路径,该底座
1100
设置有两条导轨
1130
,导轨
1130
沿第一侧面
1110
的延伸方向设置,并分设于第二侧面
1120
的两侧,质量块
1200
的底部设置有两个滑块
1240
,两个滑块
1240
分别和两条导轨
1130
滑动配合

此外,为了减少来自底座
1100
和质量块
1200
之间的滑动摩擦的影响,底座
1100
设置有多个滚珠
1140
,滚珠
1140
能在底座
1100
中绕圆心万向转动,多个滚珠
1140
呈矩阵排列,质量块
1200
搭接于滚珠
1140


将滑动
摩擦改变为滚动摩擦,降低摩擦力

39.而为了配合质量块
1200
的移动路径,第一缸体
3100
和第二缸体
3200
均和导轨
1130
平行设置

40.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明,但是本发明不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化

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