一种速度锁定装置的制作方法

本发明涉及桥梁抗震技术领域，具体涉及一种用于大型连续梁桥在受到冲击荷载时而临时发挥刚性连接作用的速度锁定装置。

背景技术：

在现有技术中，桥梁抗震技术领域内的速度锁定装置，是一种速度依赖型装置，其构造由活塞、活塞杆、缸体及粘滞介质等几个部分组成，主要设置在连续梁桥上梁体与桥墩之间。该装置的工作原理是：当桥梁受到类似温度作用、收缩和蠕变等荷载作用而发生缓慢位移时，该装置可通过自身的伸缩适应结构的慢速位移，且产生较小的伸缩阻力；当桥梁受到地震作用或制动力等冲击荷载作用而产生的位移速度达到一定数值时，该装置瞬间锁死成为一个刚性连接构件，实现连续梁桥结构中各桥墩之间力的分担与传递。

但现有速度锁定装置或多或少存在一定技术问题，如授权公告号为CN203654169U、名称为“一种速度锁定传力装置”的实用新型专利及授权公告号为CN102628252B、名称为“用于桥梁抗震的速度锁定装置”的发明专利，其不足之处均是依靠高粘度介质无法快速通过微小缝隙来实现锁定，间隙过小导致加工制造难度增大；授权公告号为CN103061250B、名称为“一种桥梁液压速度锁定装置”的发明专利，其不足之处是该装置依靠锁定阀实现锁定功能，构造复杂；授权公告号为CN103952969B、名称为“智能速度锁定装置”的发明专利，其不足之处是外置设备容易在使用过程中受到破坏。因此，研发一种构造简单、加工方便，锁定功能容易实现且性能稳定的速度锁定装置显得尤为必要。

技术实现要素：

本发明涉及一种速度锁定装置，具体属于桥梁抗震技术领域。

针对上述现有技术中的不足，本发明旨在提供一种构造形式简单、加工方便、性能稳定、锁定功能容易实现的速度锁定装置。

为了实现上述目的，本发明采取了如下技术方案：

一种速度锁定装置，包括活塞杆、活塞、缸体、端盖及连接件，缸体的两端分别设有端盖，端盖分为左端盖和右端盖；连接件分为左连接件和右连接件；右端盖与右连接件焊接在一起；端盖与缸体紧密连接并密封；

缸体内填充粘滞液体，活塞杆穿出于左端盖和右端盖，所述活塞由左活塞和右活塞两部分组成，左活塞上设有第一节流孔，右活塞上设有第二节流孔，第一节流孔的孔位与第二节流孔的孔位相互错开；在左活塞与右活塞之间夹有一弹簧，两活塞及弹簧均穿套于活塞杆上，两活塞与活塞杆能够相对滑动，在两活塞外侧分别设有挡块，挡块固定于活塞杆上。

优选地，所述弹簧处于自由伸长状态时，两活塞之间保持间隙；弹簧处于压缩状态时，两活塞能够紧密贴合。

当活塞杆受到微小荷载作用产生小位移速度时，粘滞液体能缓慢通过两节流孔并产生微小阻尼力，由于弹簧具有刚度，此微小阻尼力不足以使弹簧产生压缩变形，因此，在挡块及弹簧的约束下左右两活塞保持间隙跟随活塞杆一起缓慢移动；当活塞杆受到冲击荷载而产生的位移速度过大时，由于粘滞液体不能快速通过两节流孔因而产生较大阻尼力，此阻尼力使得弹簧瞬间被压缩导致两活塞紧密贴合在一起，由于间隙消失使得两节流孔形成的通道闭合，该装置被锁死。当冲击荷载消失后，两活塞在弹簧压力作用下逐渐分离而恢复间隙，粘滞液体又能缓慢通过两节流孔。

粘滞液体选用粘温系数较小的硅油。

速度锁定装置的节流孔的数量和大小以及弹簧的刚度根据锁定力及锁定速度进行设计。

当活塞杆受到向左的冲击荷载而产生位移速度过大时，由于左腔室的硅油不能快速通过第一节流孔，因而产生较大阻尼力，此阻尼力作用在左活塞上并使其右移进而压缩弹簧，弹簧受力并传递给右活塞，右活塞由于受到右挡块的约束作用而无法移动。故在阻尼力作用下，弹簧被压缩导致左活塞与右活塞紧密贴合在一起，由于两活塞间隙消失使得第一节流孔与第二节流孔形成的通道闭合，该装置锁定。当冲击荷载消失后，左活塞在弹簧压力作用下复原到原来位置，两活塞间隙恢复，硅油又能缓慢通过两节流孔，使得活塞杆重新缓慢移动。

反向时相同：当活塞杆受到向右的冲击荷载而产生位移速度过大时，由于右腔室的硅油不能快速通过第二节流孔，同样产生较大阻尼力，此阻尼力作用在右活塞上并使其左移进而压缩弹簧，弹簧受力并传递给左活塞，左活塞由于受到左挡块的约束作用而无法移动。故在阻尼力作用下，弹簧被压缩导致右活塞与左活塞紧密贴合在一起，由于两活塞间隙消失使得第二节流孔与第一节流孔形成的通道闭合，该装置锁定。当冲击荷载消失后，右活塞在弹簧压力作用下复原到原来位置，两活塞间隙恢复，硅油又可缓慢通过两节流孔，使得活塞杆可重新缓慢移动。

本发明所述的速度锁定装置，构造形式简单，加工制造方便，通过弹簧受压导致两活塞间隙闭合的形式来实现锁定功能，该方法简单有效，能很好地适应桥梁在温度变化等因素影响下的缓慢运动，并在地震时发挥刚性连杆的作用，可用于桥梁抗震及旧桥加固中。

附图说明

图1为本发明实施例的结构侧剖面示意图；

图2为本发明实施例的正向锁定状态示意图；

图3为本发明实施例的反向锁定状态示意图。

图中：1—左连接件，2—左端盖，3—缸体，4—左挡块，5—第一节流孔，6—左活塞，7—弹簧，8—右活塞，9—第二节流孔，10—右挡块，11—活塞，12—右端盖，13—右连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例作详细说明，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明的一种速度锁定装置的一个优选实施例，如图1所示，图中包括一圆柱形缸体3，其两端分别设有左端盖2和右端盖12，两端盖与缸体3紧密连接并密封，缸体3内填满粘滞液体，右端盖12与右连接件13焊接在一起；缸体3内设有活塞杆11，该活塞杆两端分别穿出左端盖2和右端盖12，并与端盖间进行密封处理；活塞杆11左端与左连接件1焊接在一起，左活塞6、弹簧7、右活塞8依次穿套于活塞杆11上，弹簧7夹于两活塞之间的凹槽内，左活塞6与右活塞8之间留有一定间隙，左活塞6、右活塞8及弹簧7均可与活塞杆11相对滑动；左活塞6上设有第一节流孔5，右活塞8上设有第二节流孔9，两节流孔位置相互错开；在左活塞6左侧设有环形左挡块4，在右活塞8右侧设有环形右挡块10，两挡块与活塞杆11焊接固定。

进一步，在本实施方式中，所述弹簧7当处于自由伸长状态时，左活塞6与右活塞8之间留有一定间隙；当弹簧7处于压缩状态时，左活塞6与右活塞8可紧密贴合。

进一步，在本实施方式中，所述粘滞液体可选粘温系数较小的硅油。

进一步，在本实施方式中，当所述速度锁定装置的活塞杆11向左缓慢移动时，硅油可缓慢从左腔室通过第一节流孔5、活塞间隙及第二节流孔9流入右腔室，并产生微小阻尼力，由于弹簧7具有一定刚度，此微小阻尼力不足以使弹簧7产生压缩变形，因此，在左挡块4和右挡块10以及弹簧7的相互约束下左活塞6与右活塞8保持一定间隙跟随活塞杆11一起向左缓慢移动。

反向时相同：当活塞杆11向右缓慢移动时，硅油缓慢从右腔室通过第二节流孔9、活塞间隙及第一节流孔5流入左腔室，并产生微小阻尼力，在左挡块4和右挡块10以及弹簧7的相互约束下左活塞6与右活塞8保持一定间隙跟随活塞杆11一起向右缓慢移动。

进一步，如图2所示，在本实施方式中，当活塞杆11受到向左的冲击荷载而产生位移速度过大时，由于左腔室的硅油不能快速通过第一节流孔5，因而产生较大阻尼力，此阻尼力作用在左活塞6上并使其右移进而压缩弹簧7，弹簧7受力并传递给右活塞8，右活塞8由于受到右挡块10的约束作用而无法移动。故在阻尼力作用下，弹簧7被压缩导致左活塞6与右活塞8紧密贴合在一起，由于两活塞间隙消失使得第一节流孔5与第二节流孔9形成的通道闭合，该装置锁定。当冲击荷载消失后，左活塞6在弹簧7压力作用下复原到原来位置，两活塞间隙恢复，硅油又能缓慢通过两节流孔，使得活塞杆11重新缓慢移动。

反向时相同：如图3所示，在本实施方式中，当活塞杆11受到向右的冲击荷载而产生位移速度过大时，由于右腔室的硅油不能快速通过第二节流孔9，同样产生较大阻尼力，此阻尼力作用在右活塞8上并使其左移进而压缩弹簧7，弹簧7受力并传递给左活塞6，左活塞6由于受到左挡块4的约束作用而无法移动。故在阻尼力作用下，弹簧7被压缩导致右活塞8与左活塞6紧密贴合在一起，由于两活塞间隙消失使得第二节流孔9与第一节流孔5形成的通道闭合，该装置锁定。当冲击荷载消失后，右活塞8在弹簧7压力作用下复原到原来位置，两活塞间隙恢复，硅油又可缓慢通过两节流孔，使得活塞杆11可重新缓慢移动。

具体实施时，所述速度锁定装置的节流孔的数量和大小以及弹簧的刚度可根据锁定力及锁定速度进行设计。

由上所述，本发明的速度锁定装置，构造简单，加工方便，具有在小速度下自由伸缩，当速度过大时可自行锁定功能，能很好地适应桥梁在受温度变化等因素影响下的缓慢运动，并在地震、大风引起冲击荷载时提供限位和传递荷载的作用。

以上实施方式仅用于说明本发明，而非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型。因此所有等同的技术方案也属于本发明的保护范畴。