本发明属于消能减震技术领域，更具体地，涉及一种基于滚珠轴承和高阻尼橡胶板的滚动摩擦型阻尼器。
背景技术：
传统的土木工程设计人员通过增强结构本身的抗震性能来抵御地震作用，即用结构本身储存和消耗地震能量以满足结构抗震设防标准。而这种抗震方式缺乏自我调节能力，在不确定的地震作用下，很可能不满足安全性要求。结构振动控制技术为结构的抗震提供了有效的途径，其中消能减震作为一种被动控制措施，将输入结构的地震能量引向特别设置的机构和元件加以吸收和耗能，从而能够保护主体结构的安全。
目前，土木工程领域中的消能减震阻尼器有粘滞阻尼器、弯曲(剪切)型金属阻尼器、粘弹性阻尼器和摩擦型阻尼器这几种主要类型。对于摩擦型阻尼器而言，广泛使用的多为滑动摩擦型阻尼器，其中滑动摩擦系数是影响该滑动型摩擦阻尼器性能的主要参数，由于受到材料制造工艺的限制，该种阻尼器中滑动摩擦系数的大小稳定性较差，因此无法对其阻尼力进行精确控制，不能满足实际的需求。
技术实现要素：
针对滑动摩擦型阻尼器的上述缺陷，本发明提出了一种基于滚珠轴承和高阻尼橡胶板的滚动摩擦型阻尼器，其通过滚珠轴承在高阻尼橡胶片上滚动，以提供稳定的滚动摩擦系数及耗能能力，可实现阻尼器阻尼力和耗能能力的精确控制，具有结构简单，操作方便等优点。
为实现上述目的，本发明提出了一种基于滚珠轴承和高阻尼橡胶板的滚动摩擦型阻尼器，包括一块第一钢板和两块分设于该第一钢板上下表面的第二钢板，其中，所述第一钢板固定在第一端部钢板上，两块第二钢板平行设置并固定在第二端部钢板上，两块第二钢板面向第一钢板的表面上设置有高阻尼橡胶板，该高阻尼橡胶板与第一钢板表面之间设置有滚珠轴承，该滚珠轴承固定在第一钢板上，此外，两块第二钢板上还设置有多个用于调节两者之间垂直距离的调节装置。
作为进一步优选的，所述调节装置包括连接螺钉和螺母，所述连接螺钉贯穿两块第二钢板，所述螺母连接到所述连接螺钉的一端用于压紧第二钢板。
作为进一步优选的，所述第一钢板连接所述第一端部钢板的一端还设置有第一加强板，该第一加强板焊接在第一钢板的表面，并延伸固定至所述第一端部钢板中。
作为进一步优选的，所述第二钢板连接所述第二端部钢板的一端还设置有第二加强板，该第二加强板焊接在第二钢板的表面，并延伸固定至所述第二端部钢板中。
作为进一步优选的，所述高阻尼橡胶板通过硫化方式粘结在第二钢板的表面。
作为进一步优选的，所述高阻尼橡胶板优选为阻尼比为15％的橡胶板，进一步优选为丁基橡胶板；所述高阻尼橡胶板的厚度优选为20mm。
作为进一步优选的，所述第一端部钢板优选为碳素钢q235，厚度为30mm；第二端部钢板优选为碳素钢q235，厚度为30mm；第一加强板优选为碳素钢q235，厚度为20mm；第二加强板优选为碳素钢q235，厚度为20mm；第一钢板优选为碳素钢q235，厚度为20mm；第二钢板优选为碳素钢q235，厚度为20mm。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
1.本发明滚动摩擦型阻尼器的摩擦力来源于滚珠轴承与高阻尼橡胶片滚动时产生的滚动摩擦力，由于滚动摩擦系数稳定，可以实现精确控制阻尼器的阻尼力大小。
2.本发明的滚动摩擦型阻尼器在第一钢板双面对称布置滚珠轴承，充分利用阻力器空间，有效增强阻尼器的耗能能力。
3.本发明的滚动摩擦型阻尼器设置了多个调节装置，通过螺钉和螺母的拧紧程度，进而改变作用在滚珠轴承上的竖向压力，从而可以调整滚动摩擦型阻尼器的阻尼力大小。
4.本发明的滚动摩擦型阻尼器端部钢板还设置了加强板，可有效增加阻尼器的稳定性。
5.本发明还对高阻尼橡胶板的具体性能参数进行了研究与设定，优选阻尼比为15％的橡胶板作为本发明的高阻尼橡胶板，并使其厚度优选设计为20mm，以此通过上述性能尺寸的橡胶板搭配本发明的滚珠轴承，可提供稳定的滚动摩擦系数及耗能能力，实现阻尼器阻尼力和耗能能力的精确控制。
6.本发明还对各钢板的尺寸参数进行了研究与设定，使得第一端部钢板厚度为30mm，第二端部钢板厚度为30mm，第一加强板厚度为20mm，第二加强板厚度为20mm，第一钢板厚度为20mm，第二钢板厚度为20mm，并且各个钢板均优选采用碳素钢q235，由此通过上述尺寸参数的各钢板的相互配合，可提供一结构稳定可靠的安装载体，保证了滚动摩擦型阻尼器的有效实现。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于滚珠轴承和高阻尼橡胶板的滚动摩擦型阻尼器的结构示意图；
图2是图1的a-a剖面图。
图中：10-第一端部钢板；20-第二端部钢板；1-第一加强板；2-第二加强板；3-第一钢板；4-第二钢板；5-滚珠轴承；6-连接螺钉；61-螺母；7-螺钉；41-高阻尼橡胶板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示，本发明实施例提供的一种基于滚珠轴承和高阻尼橡胶板的滚动摩擦型阻尼器，包括一块固定在第一端部钢板10上的第一钢板3，以及两块平行设置且固定在第二端部钢板20上的第二钢板4，其中第一钢板3水平布置，两块第二钢板4分设于第一钢板3的上、下表面，即第一钢板3和两块第二钢板三者彼此平行，两块第二钢板4面向第一钢板3的表面上设置有高阻尼橡胶板41，即位于上方的第二钢板的下表面上设置有高阻尼橡胶板41，位于下方的第二钢板的上表面上设置有高阻尼橡胶板41，高阻尼橡胶板41与第一钢板3表面之间设置有滚珠轴承5，即位于上方的高阻尼橡胶板41与第一钢板3的上表面之间设置有滚珠轴承5，位于下方的高阻尼橡胶板41与第一钢板3的下表面之间设置有滚珠轴承5，两个滚珠轴承5譬如通过螺钉7分别固定在第一钢板3的上、下表面上，并且上下对称布置，此外，两块第二钢板4上还设置有多个用于调节两块第二钢板之间垂直距离的调节装置。
具体的，如图1所示，调节装置包括连接螺钉6和螺母61，连接螺钉6贯穿两块第二钢板，并且其一端与螺母61相连，通过该螺母压紧第二钢板4。本发明的滚动摩擦型阻尼器设置了多个调节装置，通过调整螺钉和螺母的拧紧程度，可以调节两块第二钢板之间的距离，进而改变作用在滚珠轴承上的竖向压力，从而可以调整滚动摩擦型阻尼器的阻尼力大小。
进一步的，第一钢板3连接第一端部钢板10的一端还设置有第一加强板1，该第一加强板1焊接在第一钢板3的表面，并延伸固定至第一端部钢板10中。同样的，第二钢板4连接第二端部钢板20的一端还设置有第二加强板2，该第二加强板2焊接在第二钢板4的表面，并延伸固定至第二端部钢板20中。
更进一步的，高阻尼橡胶板41通过硫化方式粘结在第二钢板4的表面，具体的硫化工艺为热硫化黏合，先对高阻尼橡胶板41表面进行脱脂处理，对第二钢板4进行喷砂除锈，然后在高阻尼橡胶板41和第二钢板4表面涂粘合剂进行高温硫化成型，优选的热硫化粘合剂为开姆洛克粘合剂，流化温度为150℃。进一步的，高阻尼橡胶板41的厚度优选为20mm，高阻尼橡胶板可根据实际工程需要进行选择，优选阻尼比达15％的橡胶板，进一步优选为丁基橡胶板。
更进一步的，所述第一端部钢板10具体为碳素钢q235，厚度为30mm，第二端部钢板20具体为碳素钢q235，厚度为30mm；第一加强板1具体为碳素钢q235，厚度为20mm，第二加强板2具体为碳素钢q235，厚度为20mm；第一钢板3具体为碳素钢q235，厚度为20mm，第二钢板4具体为碳素钢q235，厚度为20mm。
下面对本发明的滚动摩擦型阻尼器的工作过程进行简要说明。
滚动摩擦型阻尼器使用时将第一端部钢板10通过螺钉连接固定在外部结构的一侧，调整第二端部钢板20的位置将滚珠轴承5置于高阻尼橡胶板41的中央，根据实际需要调整螺钉6和螺母61的拧紧程度，进而改变作用在滚珠轴承上的竖向压力，从而可以调整滚动摩擦型阻尼器的阻尼力大小，将第二端部钢板20通过螺钉连接固定在另一外部结构的一侧。在地震荷载作用下，第一端部钢板10和第二端部钢板20发生相对位移，滚珠轴承5在竖向压力下在高阻尼橡胶板41发生滚动，产生滚动摩擦耗散运动能量，根据实际工程需要选择调整橡胶阻尼比及螺钉的拧紧程度，适应不同减震量级要求下的阻尼器使用，同时提供稳定的滚动摩擦系数及耗能能力，实现阻尼器阻尼力和耗能能力的精确控制。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。