预设启动荷载的隔震弹性复位机构和启动控制隔震设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及抗震领域中的设备，具体是指预设启动荷载的隔震弹性复位机构和启 动控制隔震设备。
【背景技术】
[0002] 减震控制技术作为上世纪最具代表性的革新性结构抗震技术，为工程抗震减灾提 供了新的手段和研究方向。
[0003] 水平隔震结构体系通过设置隔震层，将结构分为上部结构、隔震层和下部结构= 部分，地震能量经由下部结构传到隔震层，由隔震层的隔震装置吸收并消耗主要地震能量 后，仅有少部分能量传到上部结构。隔震层的设置改变了上部结构的自振周期，降低了结构 的地震反应，确保上部结构在大地震时仍可处于弹性状态，或保持在弹塑性变形的初期状 态。
[0004] 与工程隔震不同的是，设备隔震由于被保护物体重量轻，结构对地震输入存在放 大效应，且设备隔震装置变形能力受装置尺寸限制。设备隔震中装置起动条件和装置抵抗 超大震能力变得尤其突出。
[0005] 本公司即佛山市百安居减震科技有限公司已经成功申请了 W天然橡胶支座作为 弹性复位装置的设备隔震装置专利，其专利号为ZL201420209702.6。采用该隔震装置的被 保护设备或文物其地震作用下反应可大大降低，从而保护其在地震作用下的安全。但是该 专利仍然有=个未很好解决的问题，其一是由橡胶弹性复位装置的耐久性问题，其二弹性 复位装置的复位功能还有瑕疵，其=是装置的启动问题。
[0006] -般情况下，隔震装置变形会随地震强度增加而增大，而有些隔震装置变形空间 会受到限制，如展柜中的文物，如何保护该类物体在强地震下的安全，是设备隔震一大难 题。
【发明内容】
[0007] 本发明目的之一是提供预设启动荷载的隔震弹性复位机构，该隔震弹性复位机构 存在预设启动荷载，当震动所产生的外部荷载大于预设启动荷载后才开始启动。
[000引本发明上述目的通过如下技术方案来实现的：预设启动荷载的隔震弹性复位机 构，其特征在于:所述隔震弹性复位机构包括导杆、挡块W及预设启动荷载弹性单元，所述 挡块为至少两块，挡块套装在所述导杆上，所述的预设启动荷载弹性单元具有螺旋钢弹黃， 所述的螺旋钢弹黃套装在导杆上，并且位于挡块之间，所述的螺旋钢弹黃为预压螺旋钢弹 黃，具有预压长度，存在预设启动荷载，当震动所产生的外部荷载大于预设启动荷载后才开 始启动，从而使得所述的隔震弹性复位机构具有预设启动荷载的功能。
[0009] 本发明的隔震弹性复位机构中，优先采用钢弹黃组件或钢弹黃装置，利用螺旋钢 弹黃的预压变形来储存预设启动荷载。
[0010] 本发明的隔震弹性复位机构可W为水平隔震弹性复位机构，也可W为竖向隔震弹 性复位机构，其预设启动荷载的原理和过程相同，当其为水平隔震弹性复位机构时，可W采 用如下S种结构：
[0011] 结构一:所述的隔震弹性复位机构为水平隔震弹性复位机构，能够实现水平隔震， 所述的导杆水平设置，所述的挡块为两块，分别套装在导杆的两端，所述的预设启动荷载弹 性单元还包括拉杆和第一滑块，第一滑块套装在导杆的中部，所述的螺旋钢弹黃为一根，螺 旋钢弹黃穿过第一滑块，螺旋钢弹黃的两端分别与两块挡块相抵触，所述的拉杆为四根，位 于第一滑块的左右两侧各两根，拉杆的两端分别与挡块和第一滑块相连接，所述的螺旋钢 弹黃具有预压长度Ll。
[0012] 所述预压长度Ll为50~500mm。
[0013] 该结构中，螺旋钢弹黃穿过滑块中部，在初始时处于预压状态，预压量由满足设备 复位、启动控制荷载和项目需要共同确定。螺旋钢弹黃工作时，通过滑块移动带动一端拉杆 移动挡块，从而来压缩螺旋钢弹黃，提供弹性复位，另一端拉杆处于松弛状态。所述挡块、拉 杆和滑块的表面均粘贴有一层弹性缓冲片，W减小运动过程中的冲击和噪声。
[0014] 结构二:所述的隔震弹性复位机构为水平隔震弹性复位机构，能够实现水平隔震， 所述的导杆水平设置，所述的挡块为两块，分别套装在导杆的两端，所述的预设启动荷载弹 性单元还包括拉杆和第一滑块，第一滑块套装在导杆的中部，所述的螺旋钢弹黃为结构相 同的两根，分别位于第一滑块的左右两侧，螺旋钢弹黃的一端穿过第一滑块，另一端与挡块 相抵触，且两根螺旋钢弹黃相抵触，所述的拉杆为四根，位于第一滑块的左右两侧各两根， 拉杆的两端分别与挡块和第一滑块相连接，所述的螺旋钢弹黃具有预压长度L2。
[0015] 所述预压长度L2为25mm~250mm，L2的长度为Ll的二分之一。本发明的水平隔震弹 性复位机构是通过预压钢弹黃来实现，隔震弹性复位机构也可自带阻尼，阻尼液可设置在 导杆中，作为优选实施方式，本发明可W做如下改进:所述的导杆为圆杆，导杆中部沿轴向 开设有阻尼槽，所述阻尼槽内盛装有粘滞阻尼液，阻尼剪切套块可设置在所述挡块之内或 所述第一滑块之内，作为优选方案，第一滑块内直接嵌装阻尼剪切套块，所述的阻尼剪切套 块具有剪切奖叶，剪切奖叶伸入阻尼槽内的粘滞阻尼液中，所述挡块或第一滑块沿导杆轴 向滑动时会受到阻尼力的阻碍，进一步提高该隔震弹性复位机构的隔震能力。
[0016] 结构所述的隔震弹性复位机构为水平隔震弹性复位机构，能够实现水平隔震， 所述的导杆水平设置，所述的预设启动荷载弹性单元还包括钢绞线和第二滑块，第二滑块 套装在导杆的中部，所述的挡块为四块，两块挡块分别套装在导杆的两端，另外两块挡块分 别套装在导杆的中部，与所述的第二滑块相抵触，所述的螺旋钢弹黃为结构相同的两根，分 别位于第二滑块的左右两侧，螺旋钢弹黃的两端分别与对应的两块挡块相抵触，所述的钢 绞线为至少四根，位于第二滑块的左右两侧各两根，钢绞线的两端分别与对应的两块挡块 拉紧相连接，钢绞线用于联接螺旋钢弹黃两端的挡块，所述的螺旋钢弹黃具有预压长度L3。
[0017] 所述预压长度L3为25mm~300mm。
[0018] 当隔震弹性复位机构为竖向隔震弹性复位机构时，其具体结构如下：所述的隔震 弹性复位机构为竖向隔震弹性复位机构，能够实现竖向隔震，所述的导杆竖向设置，所述的 挡块为两块，分别套装在导杆的两端，所述的预设启动荷载弹性单元还包括钢绞线，所述的 螺旋钢弹黃为一根，所述的钢绞线为至少两根，钢绞线的两端分别与两块挡块拉紧相连接， 钢绞线用于联接螺旋钢弹黃两端的挡块，所述的螺旋钢弹黃具有预压长度L4。
[0019] 所述预压长度L4为30mm~150mm。
[0020] 本发明在挡块上粘贴有一层弹性缓冲片，W减小运动过程中的冲击。
[0021] 本发明的目的之二是提供预设启动荷载的启动控制隔震设备，该启动控制隔震设 备存在预设启动荷载，当震动所产生的外部荷载大于预设启动荷载后才开始启动，能够大 大降低被保护设备或文物在地震作用下的反应，从而保护设备或文物在地震作用下的安 全。
[0022] 本发明的运一目的通过如下技术方案来实现的:预设启动荷载的启动控制隔震设 备，包含上述的水平隔震弹性复位机构，所述设备还包括上面板、下面板和中框架，上面板 用于承托被保护设备，中框架为中空的框体，中框架位于上面板和下面板之间，分别与上面 板和下面板相连接，下面板用于放置在楼板、展柜面板或地面上，所述上面板下部与所述中 框架上部之间横向设置有二条横向导轨副，所述下面板上部与所述中框架下部之间纵向设 置有二条纵向导轨副，横向导轨副和纵向导轨副均设置在中框架的四周边缘边，横向导轨 副承托上面板，纵向导轨副承托在下面板上，使得该隔震设备具有良好的抗倾覆功能，同时 该隔震设备通过双层双向导轨还能够实现任意水平方向的移动，其特征在于:所述的水平 隔震弹性复位机构设置在所述中框架内，并且与对应的上面板或者下面板相联接。
[0023] 本发明的水平隔震弹性复位机构设置在设备的中框架中，可W采用多种设置方 式，比如水平横向、纵向设置；中框架中可改为两层中间联接板，上面板与其中一块中间联 接板之间设置二条平行横向导轨副和一套横向水平隔震弹性复位机构，下面板与其中另一 块中间联接板之间设置二条平行纵向导轨副和一套纵向水平隔震弹性复位机构，两块中间 联接板通过螺栓进行联接成整体;水平隔震弹性复位机构也可W水平斜向设置，运时导轨 副也水平斜向设置，与水平隔震弹性复位机构平行，具体可W采用如下结构：
[0024] 当本发明的水平隔震弹性复位机构沿横向和纵向设置在所述中框架内，具体结构 为:所述的水平隔震弹性复位机构沿横向和纵向设置在所述中框架内，并且沿横向和纵向 各设置至少一套，横向设置的水平隔震弹性复位机构横向架设在中框架上，并且通过对应 的滑块与所述的上面板相联接，纵向设置的水平隔震弹性复位机构纵向架设在中框架上， 并且通过对应的滑块与所述的下面板相联接，所述的水平隔震弹性复位机构存在预设启动 荷载，当震动所产生的外部荷载大于预设启动荷载后才开始启动，且具有与隔震层变形相 适应的运动能力。
[0025] 作为本发明的优选实施方式之一，所述的水平隔震弹性复位机构沿横向和纵向各 一套，两套水平隔震弹性复位机构沿横向和纵向正交架设在所述中框架内。
[0026] 作为本发明的优选实施方式之二，所述的水平隔震弹性复位机构沿横向和纵向各 两套，四套水平隔震弹性复位机构沿横向和纵向两两垂直相交呈井字形架设在所述中框架 内。
[0027] 本发明的设备由于内置水平隔震弹性复位机构，可W实现水平隔震。
[0028] 本发明还可W做如下变换:所述中框架为两块中间联接板构成的组合框架，所述 的二条横向导轨副设置在所述上面板的下部与位于上方的一块中间联接板的上部之间，所 述的二条纵向导轨副设置在所述下面板的上部与位于下方的一块中间联接板的下部之间， 所述的横向导轨副和纵向导轨副分别设置在上面板和下面板的周边位置，所述的两块中间 联接板通过螺栓进行联接，所述横向设置的水平隔震弹性复位机构横向设置在上面板下部 与位于上方的一块中间联接板上部之间，所述纵向设置的水平隔震弹性复位机构纵向设置 在下面板上部与位于下方的一块中间联接板上部之间，水平隔震弹性复位机构与对应的中 间联接板通过对应的滑块相联接，水平隔震弹性复位机构与对应的上面板或者下面板通过 对应的导杆相联接。