一种轴向弹性滑动的万向铰接节点及其结构的制作方法

本实用新型涉及建筑技术领域，尤其是涉及一种轴向弹性滑动的万向铰接节点及其结构。

背景技术：

目前，铰接节点广泛应用于空间结构，主要实现的功能为：通过铰接节点连接，释放结构构件传递的三个转角自由度，使结构构件仅可传递三个位移自由度至被连接的结构构件。目前建筑结构中常用的铰接节点主要有以下几种形式：

①节点板、销轴连接节点。其节点构造如图1和图2所示，主要由第一节点板21、第二节点板22和销轴23组成，第一节点板21与第二节点板22分别连接结构构件。该节点可实现绕销轴的轴向转动。

②节点板、推力关节轴承、销轴连接节点。其节点构造如图3和图4所示，主要由第一节点板21、第二节点板22、推力关节轴承24和销轴23组成，该节点可实现绕销轴的轴向转动以及绕垂直轴向方向的微小转动(约5°-6°)。

③推力关节轴承连接节点。其节点构造如图5所示，主要由芯轴31、盖板32、底座33和成对的推力关节轴承34(或角接触关节轴承)组成，芯轴31与底座33分别连接结构构件。该节点可实现绕芯轴的轴向转动和垂直轴向方向微小转动。

④抗震球铰支座节点。《桥梁球型支座》(GB/T17955-2009)中给出了抗震球铰支座的形式，构造如图6所示，主要由上支座板、下支座板、不锈钢板41、聚四氟乙烯板42、中间球冠板44和挡板43等组成，上支座板与下支座板分别连接结构构件。该支座节点可实现万向微小转动。在大跨度结构的支座领域应用较多。

以上几种铰接节点连接形式在建筑结构较为常用，基本可以实现构件的铰接连接，同时绕某一特定的方向可以适应大角度的转动。但是，以上常用的铰接节点形式均无法控制节点沿轴向的刚度，而在一些特殊的空间结构中往往需要对节点的轴向刚度进行精确的控制。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本实用新型的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种轴向弹性滑动的万向铰接节点及其结构，以解决现有技术中存在的无法控制节点轴向刚度的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种轴向弹性滑动的万向铰接节点，其包括用于设置在芯轴上的碟形弹簧组件和轴承组件；

所述轴承组件包括：轴承底座和设置于轴承底座内的第一推力关节轴承和第二推力关节轴承，所述第一推力关节轴承通过第一传力件与第二推力关节轴连接；

所述碟形弹簧组件通过第二传力件与第一推力关节轴承连接。

作为一种进一步的技术方案，所述碟形弹簧组件包括依次设置的第一碟形弹簧夹板、碟形弹簧和第二碟形弹簧夹板；

所述第一碟形弹簧夹板的外端面设置有调节螺栓；

所述第二碟形弹簧夹板通过第二传力件与第一推力关节轴承连接。

作为一种进一步的技术方案，所述轴承底座与轴承盖板之间通过轴承盖板固定螺栓连接。

作为一种进一步的技术方案，所述轴承盖板通过固定螺栓与节点支承筒的节点支承板连接。

第二方面，本实用新型还提供一种结构，其包括所述的轴向弹性滑动的万向铰接节点。具体而言，该轴向弹性滑动的万向铰接节点包括用于设置在芯轴上的碟形弹簧组件和轴承组件；所述轴承组件包括：轴承底座和设置于轴承底座内的第一推力关节轴承和第二推力关节轴承，所述第一推力关节轴承通过第一传力件与第二推力关节轴连接；所述碟形弹簧组件通过第二传力件与第一推力关节轴承连接。

采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型中芯轴的内力通过调节碟形弹簧的刚度，可以得到有效控制，当对轴向力有严格要求时十分有效。

2.本实用新型中保留两个推力关节轴承，节点可以绕轴承的球心任意方向转动较大的角度，释放弯矩。

3.本实用新型中可实现了轴向弹性滑动铰接连接的功能。

4.本实用新型的结构简单、传力明确、滑动顺畅、适用范围广。本实用新型可广泛应用于各类构筑物或设备仪器上的轴向弹性铰接连接，尤其适用于大型实验设备及大跨空间结构中上部屋盖与下部结构的铰接连接中。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中节点板、销轴连接节点的主视图；

图2为现有技术中节点板、销轴连接节点的侧视图；

图3为现有技术中节点板、推力关节轴承、销轴连接节点的主视图；

图4为现有技术中节点板、推力关节轴承、销轴连接节点的侧视图；

图5为现有技术中推力关节轴承连接节点的示意图；

图6为现有技术中抗震球铰支座节点的示意图；

图7为本实用新型实施例提供的轴向弹性滑动的万向铰接节点的示意图。

图标：1－芯轴、2－碟形弹簧、3－第一推力关节轴承、4－第二推力关节轴承、5－节点支承筒、6－节点支承板、7－加劲板、8－第一传力件、9－轴承盖板、10－轴承底座、11－轴承盖板固定螺栓、12－第二传力件、13－第一碟形弹簧夹板、14－第二碟形弹簧夹板、15－调节螺栓、16－固定螺栓、17－外部连接构件、21-第一节点板、22-第二节点板、23-销轴、24-推力关节轴承、31-芯轴、32-盖板、33-底座、34-推力关节轴承、41-不锈钢板、42-聚四氯乙烯板、43-挡板、44-中间球冠板。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

实施例一

结合图7所示，本实施例提供一种轴向弹性滑动的万向铰接节点，其包括用于设置在芯轴1上的碟形弹簧组件和轴承组件；所述轴承组件包括：轴承底座10和设置于轴承底座10内的第一推力关节轴承3和第二推力关节轴承4，所述第一推力关节轴承3通过第一传力件8与第二推力关节轴连接；所述碟形弹簧组件通过第二传力件12与第一推力关节轴承3连接。本实施例同现有的铰接节点相比，能满足任意方向较大角度的转动的同时，可以通过设计碟形弹簧的刚度来控制轴向传递的构件荷载。本实施例可应用于建筑结构、大型科学试验设施中需要设置万向铰接节点的领域，尤其需要控制节点轴向刚度的节点领域，在空间结构中应用较多。

本实施例中，优选的，所述碟形弹簧组件包括依次设置的第一碟形弹簧夹板13、碟形弹簧2和第二碟形弹簧夹板14；其中，所述第一碟形弹簧夹板13的外端面设置有调节螺栓15，可以实现对碟形弹簧2进行调节；其中，所述第二碟形弹簧夹板14通过第二传力件12与第一推力关节轴承3连接。当然，具体连接时，第二传力件12连接于第一推力关节轴承3的轴圈上，第一推力关节轴承3的座圈可与轴承底座10连接。

本实施例中，优选的，所述轴承底座10与轴承盖板9之间通过轴承盖板固定螺栓11连接。进一步的，所述轴承盖板9通过固定螺栓16与节点支承筒5的节点支承板6连接。

而且，所述节点支承筒5的外围设置有外部连接构件17，用于连接其他部件。当然，对于节点支承筒5的具体结构不受限制，可根据实际需要灵活设置,例如设置有加劲板7等。

可见，本实施例中在推力关节轴承连接节点的基础上增加了碟形弹簧2，实现轴向的弹性连接，同时保留上下两个推力关节轴承，节点可以绕轴承的球心任意方向转动较大的角度。整个节点通过螺栓固定于节点筒，构造简单、传力明确，解决了现有铰接连接节点无法有效调节轴向刚度的问题。因此，在实现传递轴向力、控制轴向位移和内力时，本申请所采取的技术方案同传统的铰接节点相比，有本质的区别。

综上，采用上述技术方案，本实用新型具有如下有益效果：

1.本实用新型中芯轴1的内力通过调节碟形弹簧的刚度，可以得到有效控制，当对轴向力有严格要求时十分有效。

2.本实用新型中保留两个推力关节轴承，节点可以绕轴承的球心任意方向转动较大的角度，释放弯矩。

3.本实用新型中可实现了轴向弹性滑动铰接连接的功能。

4.本实用新型的结构简单、传力明确、滑动顺畅、适用范围广。可广泛应用于各类构筑物或设备仪器上的轴向弹性铰接连接，尤其适用于大型实验设备及大跨空间结构中上部屋盖与下部结构的铰接连接中。

实施例二

本实施例还提供一种结构，其包括实施例一中所述的轴向弹性滑动的万向铰接节点。可见，凡是应用实施例一中的轴向弹性滑动的万向铰接节点的结构均属于本申请的保护范围，例如：可广泛应用于各类构筑物或设备仪器上的轴向弹性铰接连接，尤其适用于大型实验设备及大跨空间结构中上部屋盖与下部结构的铰接连接中。

至于该轴向弹性滑动的万向铰接节点的具体特征已在上述实施例一中详细描述，本实施例二所公开的技术方案包括实施例一中所公开的技术方案，实施例一所保护的内容也属于本实施例二的保护内容，相同的部分不再重复赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。