弧形軌跡摩擦阻尼器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開一種弧形軌跡摩擦阻尼器，包括阻尼器外部套筒、阻尼器摩擦內(nèi)墊層、阻尼器摩擦觸頭、阻尼器連桿系統(tǒng)。所述阻尼器外部套筒為弧形圓桶，為內(nèi)部摩擦墊層提供支撐并且改變摩擦觸頭之間的距離；所述摩擦墊層與摩擦觸頭之間通過拉索振動產(chǎn)生相對運動從而實現(xiàn)摩擦耗能；所述摩擦觸頭在阻尼器連桿系統(tǒng)的方形滑軌內(nèi)部滑動，并不斷改變兩者之間的相互作用力進而改變摩擦觸頭作用于摩擦內(nèi)墊層上的力。本實用新型能夠針對不同的振幅提供不同的阻尼效果，對于受振幅影響較大的拉索高階振型振動具有良好的適應性，通過對預存空間的調(diào)整可以降低起振條件，從而改變現(xiàn)有摩擦阻尼器小振幅不易起振的缺點。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于土木工程結(jié)構(gòu)振動控制領(lǐng)域，具體涉及一種弧形軌跡摩擦阻尼 器。 弧形軌跡摩擦阻尼器

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，隨著橋梁建設(shè)技術(shù)的不斷發(fā)展，斜拉橋因為其本身所具有的獨特優(yōu)勢而 得到廣泛的應用。但是斜拉橋本身也有其不可忽略的一些問題，如斜拉索的振動等。
[0003] 針對斜拉索的振動問題，目前已經(jīng)有多種控制方法，常用的控制方式為外加阻尼 裝置減振。常見的阻尼器類型有油壓阻尼器、摩擦性阻尼器、磁減阻尼器、MR阻尼器以及高 阻尼橡膠減振器等。這些阻尼器在實橋上已經(jīng)有過使用的先例，減振效果不一而同，但是他 們的共同特點是針對低階振型的振動減振效果比較好，但是對于高階振型其減振效果則不 很理想。就目前的現(xiàn)狀而言，希望提出一種適應斜拉索高階振型特點的減振方法，即針對不 同的振幅提供可變的阻尼力，實現(xiàn)每一種振型下最理想的振動控制。
[0004] 摩擦型阻尼器因其構(gòu)造簡單，減振原理明確而得到應用。目前的摩擦型阻尼器也 有其不能克服的弱點，如起振時的最大靜摩擦力以及對高階振型減振效果不明顯等問題。 為此一種既能繼承現(xiàn)有阻尼器的優(yōu)點又可以實現(xiàn)我們所需要的功能的摩擦型阻尼器急需 研發(fā)。采用摩擦觸頭，通過弧形滑軌改變觸頭間的距離，實現(xiàn)摩擦力的改變是一種很好的方 法，改變了摩擦力也就實現(xiàn)了不同振幅下的可變阻尼的效果。 實用新型內(nèi)容
[0005] 本實用新型所要解決的技術(shù)問題是要提供一種適用于斜拉索的弧形軌跡摩擦阻 尼器，它既能對拉索的低階振動起到有效的控制，同時又能對高階振動起到有效的控制。
[0006] 為解決以上的技術(shù)問題，本實用新型提供了一種弧形軌跡摩擦阻尼器，包括阻尼 器外部套筒、阻尼器摩擦內(nèi)墊層、阻尼器摩擦觸頭、阻尼器連桿系統(tǒng)，其中，所述阻尼器外部 套筒為弧形，所述阻尼器摩擦內(nèi)墊層與所述阻尼器外部套筒具有相同的形狀，所述阻尼器 摩擦觸頭成對存在并產(chǎn)生相互作用力，所述阻尼器摩擦觸頭在所述阻尼器連桿系統(tǒng)的方形 滑軌內(nèi)部可以滑動。
[0007] 所述阻尼器外部套筒是一個由弧形母線旋轉(zhuǎn)一周形成的桶狀結(jié)構(gòu)；套筒下部與 帶螺孔的底板連接為一個整體；套筒上部為一個帶孔的蓋板；所述底板通過螺栓與橋面連 接，所述蓋板通過螺栓與套筒連接，所述蓋板上帶孔用于安裝所述阻尼器連桿系統(tǒng)。
[0008] 所述阻尼器摩擦內(nèi)部墊層是弧形的。具體來說，所述阻尼器摩擦內(nèi)墊層，是兩塊高 耐磨材料制作的弧形板。兩塊摩擦內(nèi)墊層的弧度與外部套筒相同，通過高粘度工業(yè)膠粘結(jié) 在外套筒上。其另一個面與摩擦觸頭接觸提供摩擦力，可以改變摩擦觸頭之間的空間從而 實現(xiàn)產(chǎn)生摩擦力所需要的軸向力。
[0009] 所述阻尼器摩擦觸頭之間的距離可以改變，具體來說，所述阻尼器摩擦觸頭為對 稱布置的兩塊長方體滑動塊。摩擦觸頭與摩擦內(nèi)墊層接觸的一端通過倒角做成弧面，另一 端為平面，兩個摩擦觸頭之間預留一定的距離，兩者之間存在相互作用力，提供產(chǎn)生摩擦所 需要的軸向力。兩個摩擦觸頭之間的距離可以改變。兩個摩擦觸頭在連桿系統(tǒng)一端的方形 滑軌內(nèi)部滑動。兩者之間的相互作用力可以是永磁鐵同極相斥的排斥力，也可以通過彈簧 連接，通過擠壓彈簧提供該相互作用力。兩個摩擦觸頭之間距離的改變引起兩者之間相互 作用力的改變從而改變摩擦觸頭與摩擦墊層之間的摩擦力。
[0010] 所述阻尼器連桿系統(tǒng)，為一端帶有方形滑軌，一端帶有索夾，所述方形滑軌與索夾 通過圓桿連接，形成拉索振動傳遞的傳遞系統(tǒng)。所述方形滑軌為內(nèi)部中空的觸頭軌道，通過 螺栓與圓桿相連，所述索夾可以使用常規(guī)阻尼器所使用的索夾。
[0011] 所述阻尼器的阻尼效果是隨著振幅的增大而增大的，阻尼效果的增長可以通過摩 擦內(nèi)墊層弧度的設(shè)計以及摩擦觸頭之間力的作用形式來改變。
[0012] 本實用新型的優(yōu)越功效：
[0013] 1)利用連桿系統(tǒng)傳遞振動，通過方形滑軌的上下振動從而帶動摩擦觸頭上下滑 動，實現(xiàn)摩擦耗能；
[0014] 2)通過弧形滑軌的弧度改變兩個摩擦觸頭之間的距離，從而自動實現(xiàn)兩個摩擦觸 頭之間相互作用力的改變，進而改變觸頭與內(nèi)墊層之間的軸向力，實現(xiàn)摩擦力的改變，而且 振幅越大摩擦力越大阻尼效果越明顯；
[0015] 3)本實用新型阻尼器為摩擦型阻尼器，具有可以調(diào)整最大靜摩擦，適應拉索高階 振動的優(yōu)點；
[0016] 4)本實用新型所使用的材料為常見的材料，容易獲得，不需特殊的材料加工，制造 工藝簡單；
[0017] 5)本實用新型工作原理簡單，構(gòu)件之間的連接多采用螺栓連接，構(gòu)件組合方便，便 于安裝。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2為圖1的外部套筒結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3為圖1的摩擦內(nèi)墊層結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4為圖1的摩擦觸頭結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為圖1的連桿系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 附圖中標號說明：
[0024] 1--阻尼器外部套筒；
[0025] 11--底板； 12--蓋板；
[0026] 2--阻尼器摩擦內(nèi)墊層；
[0027] 3--阻尼器摩擦觸頭；
[0028] 4--阻尼器連桿系統(tǒng)；
[0029] 41--方形滑軌； 42--圓桿；
[0030] 5--斜拉索。

【具體實施方式】
[0031] 請參閱附圖所示，對本實用新型作進一步的描述。
[0032] 如圖1所示，本實用新型提供了一種弧形軌跡摩擦阻尼器，包括阻尼器外部套筒 1、阻尼器摩擦內(nèi)墊層2、阻尼器摩擦觸頭3和阻尼器連桿系統(tǒng)4。
[0033] 如圖2所示，阻尼器外部套筒1由底板11、蓋板12和桶壁連接而成，蓋板12與桶 壁采用螺栓連接，在蓋板12上設(shè)置螺孔，同時在蓋板12上設(shè)置圓孔使阻尼器連桿系統(tǒng)4的 圓桿42可以通過；底板11與桶壁可以采用焊接或者整體澆注的方式，底板11設(shè)置螺孔與 橋面通過高強螺栓進行連接，將結(jié)構(gòu)整體固定于橋面或者墊石上。為方便安裝，阻尼器外部 套筒1采用兩半對接的方式連接成整體，兩半之間通過螺栓連接外伸的法蘭，使其成為一 個整體，或者采用其他的連接方式也可以。
[0034] 如圖3所示，阻尼器摩擦內(nèi)墊層2是由高耐磨材料制作而成，可以采用耐磨橡膠、 金屬材料等。所述的阻尼器摩擦內(nèi)墊層2的形狀與阻尼器外部套筒1的形狀相同，通過粘 結(jié)劑將所述的阻尼器摩擦內(nèi)墊層2粘結(jié)在阻尼器外部套筒1上。本摩擦內(nèi)墊層的主要作用 是與摩擦觸頭相互摩擦，通過摩擦耗能實現(xiàn)阻尼效果。
[0035] 如圖4所示，阻尼器摩擦觸頭3成對存在，兩個觸頭之間預存一定空間，依靠兩個 觸頭與上述摩擦內(nèi)墊層的相互作用提供產(chǎn)生摩擦所需要的軸向力。摩擦觸頭一端的面為雙 向倒角弧形面，其目的是適應摩擦內(nèi)墊層的形狀，另一端為端部略大的平面，目的是防止觸 頭從方形滑軌脫落。兩者可以采用磁性材料制作并將兩者同性磁極相對放置，依靠同性磁 極之間的排斥力提供所需要的軸向力，或者兩者采用普通金屬通過彈簧連接實現(xiàn)相互作用 的目的。
[0036] 如圖5所示，阻尼器連桿系統(tǒng)4包括方形滑軌41和圓桿42。所述的方形滑軌41 中空，空間兩端縮口阻止上述阻尼器摩擦觸頭3脫落。為方便安裝阻尼器摩擦觸頭3,方形 滑軌41按照中空方向剖成兩半通過螺栓連接外伸法蘭組成整體；圓桿42做成一端帶螺紋 一端帶索夾的金屬桿，帶螺紋一端通過設(shè)置在方形滑軌41中間的螺孔將方形滑軌41與圓 桿42連接在一起。另一端通過索夾與拉索相連。
[0037] 當斜拉索5受到外界作用產(chǎn)生振動，振動將通過圓桿42引起方形滑軌4141的上 下振動，從而帶動阻尼器摩擦觸頭3上下振動，由此產(chǎn)生阻尼器摩擦觸頭3與阻尼器摩擦內(nèi) 墊層2之間的滑動摩擦，耗散振動能量。在阻尼器摩擦觸頭3的上下滑動過程中由于阻尼 器摩擦內(nèi)墊層2是弧形的，兩個摩擦觸頭之間的預存空間會不斷改變，當阻尼器摩擦觸頭3 向兩端振動時該空間被壓縮，阻尼器摩擦觸頭3與阻尼器摩擦內(nèi)墊層2之間摩擦力變大，摩 擦耗能增加，阻尼效果更加明顯，當阻尼器摩擦觸頭3向中間振動時該空間變大力變小。這 種變化正好符合大振幅耗能快，小振幅耗能靈敏的阻尼要求。對于斜拉索5的高階振動具 有很好的減振效果。
【權(quán)利要求】
1. 一種適用于斜拉橋拉索的弧形軌跡摩擦阻尼器，包括阻尼器外部套筒、阻尼器摩擦 內(nèi)墊層、阻尼器摩擦觸頭、阻尼器連桿系統(tǒng)，其特征在于： 所述阻尼器外部套筒為弧形； 所述阻尼器摩擦內(nèi)墊層設(shè)于所述所述阻尼器外部套筒內(nèi)部，與所述阻尼器外部套筒具 有相同的形狀； 所述阻尼器摩擦觸頭成對存在并產(chǎn)生相互作用力； 所述阻尼器摩擦觸頭在所述阻尼器連桿系統(tǒng)的方形滑軌內(nèi)部可以滑動。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧形軌跡摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器外部套筒是 一個由弧形母線旋轉(zhuǎn)一周形成的桶狀結(jié)構(gòu)；套筒下部與帶螺孔的底板連接為一個整體；套 筒上部為一個帶孔的蓋板；所述底板通過螺栓與橋面連接，所述蓋板通過螺栓與套筒連接， 所述蓋板上帶孔用于安裝所述阻尼器連桿系統(tǒng)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧形軌跡摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器摩擦內(nèi)部墊 層是弧形的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧形軌跡摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器摩擦觸頭為 對稱布置的兩塊長方體滑動塊；所述阻尼器摩擦觸頭與所述阻尼器摩擦內(nèi)墊層接觸的一端 通過倒角做成弧面，另一端為平面，兩個摩擦觸頭之間預留一定的距離，兩者之間存在相互 作用力；兩個摩擦觸頭之間的距離可變。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的弧形軌跡摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼器連桿系統(tǒng)，為 一端帶有方形滑軌，一端帶有索夾，所述方形滑軌與所述索夾通過圓桿連接。
【文檔編號】E01D19/16GK203890884SQ201420088605
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】陳祖賀, 淡丹輝, 孫利民 申請人:同濟大學