一种二维限位型铅挤压阻尼器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种阻尼器。特别是涉及一种利用铅受挤压出现塑性流动产生阻尼耗散振动能量的二维限位型铅挤压阻尼器。
【背景技术】
[0002]金属的变形特性一般都可以理想化为弹性和塑性两个阶段，金属阻尼器对结构进行振动控制的机理是利用它在振动过程中做功去消耗地震作用的能量，从而减小结构破坏。利用这种性质制作的阻尼器常常简单实用。目前金属阻尼器类型主要有软钢阻尼器、铅阻尼器和形状记忆合金阻尼器等。
[0003]铅是塑性很好的材料，在其工作期间是稳定的，是仅有的一种在常温下作塑性循环变形时不会发生累积疲劳现象的普通金属。铅挤压时和挤压后，出现互相关联的恢复、再结晶和结晶生长过程，这种过程吸收能量不受疲劳等因素的影响，而铅最终又能回复到初始的未变形状态。这种阻尼器的寿命很长，地震后无需重新更换。
[0004]传统的铅挤压阻尼器具有以下不足:主要着重沿一维空间发生位移，对独自实现二维空间耗能研宄较少；限位控制不够明确。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，提供一种可在二维空间内发生位移，具有限位功能，可以抵抗风荷载和小震作用的二维限位型铅挤压阻尼器。
[0006]本发明所采用的技术方案是:一种二维限位型铅挤压阻尼器，是由四组结构相同的阻尼单元通过连接销轴依次铰接构成的环状限位结构，所述的阻尼单元包括有由上至下通过销轴依次连接设置的上层板、中间层板和底层板，所述的上层板、中间层板和底层板主体为圆形结构，且在圆形结构的侧边一体形成有连接把手，其中，所述的上层板和底层板结构相同均是在圆形结构部分开有能够贯穿销轴的中心通孔的圆盘状结构，所述中间层板的圆形结构部分为圆环状结构，在所述的上层板和底层板之间且位于所述中间层板的环形结构的环内设置有棘轮，所述棘轮通过形成在中心的中心孔套在所述的销轴上，所述棘轮的每个齿槽内设置有一个滚子和一个支撑滚子的螺旋弹簧，所述的棘轮的外周与所述的中间层板的环形结构的环内壁之间设置有环形挤压铅块。
[0007]所述的上层板、棘轮和底层板与所述的销轴为固定连接。
[0008]所述的四组结构相同的阻尼单元中第一组中间层板的连接把手通过连接销轴能够旋转的连接在第二组上层板和底层板的连接把手之间，第二组中间层板的连接把手通过连接销轴能够旋转的连接在第三组上层板和底层板的连接把手之间，第三组中间层板的连接把手通过连接销轴能够旋转的连接在第四组上层板和底层板的连接把手之间，第四组中间层板的连接把手通过连接销轴能够旋转的连接在第一组上层板和底层板的连接把手之间。
[0009]所述的上层板、中间层板和底层板的连接把手相对旋转的最大角度为60度。
[0010]所述的棘轮设置有5个以上的轮齿。
[0011]所述的滚子的直径大于等于棘轮的轮齿凹角处与所述挤压铅块内侧边之间的距离。
[0012]所述的滚子采用钢圆柱滚子。
[0013]所述的挤压铅块采用机加工铅块。
[0014]所述的上层板和底层板在与所述的中间层板的接触面之间设置有无粘结材料层。
[0015]所述的螺旋弹簧设置在所述棘轮上的轮齿的凹角处。
[0016]本发明的一种二维限位型铅挤压阻尼器，作为耗能元件安装在建筑结构中，位移维数增加，可以独自实现在二维空间内发生位移。具有限位功能，滚子只可在一个棘轮轮齿的范围运动，相应把手可转过的最大角度为60度，达到限位功能。具有一定的初始刚度可以抵抗风荷载和小震作用，当超过设防烈度时，本耗能元件进入工作状态，耗散地震能量。本发明可广泛应用于建筑物的耗能减震及限位控制。
【附图说明】
[0017]图1是本发明外部整体结构俯视图；
[0018]图2是本发明内部结构示意图；
[0019]图3是本发明局部放大的结构示意图；
[0020]图4是本发明阻尼单元的结构示意图；
[0021]图5是本发明的上层板或下层板的结构示意图；
[0022]图6是本发明的中间层板的结构示意图；
[0023]图7是本发明的棘轮结构示意图；
[0024]图8是图4A-A剖面结构示意图。
[0025]图中
[0026]1:上层板2:中间层板
[0027]3:底层板4:棘轮
[0028]5:滚子6:螺旋弹簧
[0029]7:挤压铅块8:销轴
[0030]9:连接销轴10:连接把手
【具体实施方式】
[0031]下面结合实施例和附图对本发明的一种二维限位型铅挤压阻尼器做出详细说明。
[0032]如图1、图2、图3、图4所示，本发明的一种二维限位型铅挤压阻尼器，是由四组结构相同的阻尼单元A通过连接销轴9依次铰接构成的环状限位结构，所述的阻尼单元A包括有由上至下通过销轴8依次连接设置的上层板1、中间层板2和底层板3，所述的上层板I和底层板3在与所述的中间层板2的接触面之间设置有无粘结材料层。所述的上层板1、中间层板2和底层板3主体为圆形结构，且在圆形结构的侧边一体形成有连接把手10，其中，所述的上层板I和底层板3结构相同，如图5所示均是在圆形结构部分开有能够贯穿销轴8的中心通孔的圆盘状结构。如图6所示，所述中间层板2的圆形结构部分为圆环状结构，在所述的上层板I和底层板3之间且位于所述中间层板2的环形结构的环内设置有如图7所示的棘轮4，所述棘轮4通过形成在中心的中心孔42套在所述的销轴8上，所述的棘轮4设置有5个以上的轮齿41。所述的上层板1、棘轮4和底层板3与所述的销轴8为固定连接。所述棘轮4的每两个轮齿41之间的齿槽内设置有一个滚子5和一个支撑滚子5的螺旋弹簧6，所述的螺旋弹簧6设置在所述棘轮4上的轮齿41的凹角处，所述的棘轮4的外周与所述的中间层板2的环形结构的环内壁之间设置有环形挤压铅块7，所述的挤压铅块7采用机加工铅块。所述的滚子5采用钢圆柱滚子5，所述的滚子5的直径大于等于棘轮4的轮齿41凹角处与所述挤压铅块7内侧边之间的距离，从而使上层板I和底层板3相对于中间层板2转动时，棘轮4的外周和挤压铅块7的内侧面间形成的斜楔面楔紧位于其间的滚子5，同时滚子5对外圈的挤压铅块7进行挤压。
[0033]如图1、图2、图8所示，所述的四组结构相同的阻尼单元A中第一组中间层板2的连接把手通过连接销轴9能够旋转的连接在第二组上层板I和底层板3的连接把手之间，第二组中间层板2的连接把手通过连接销轴9能够旋转的连接在第三组上层板I和底层板3的连接把手之间，第三组中间层板2的连接把手通过连接销轴9能够旋转的连接在第四组上层板I和底层板3的连接把手之间，第四组中间层板2的连接把手通过连接销轴9能够旋转的连接在第一组上层板I和底层板3的连接把手之间。滚子5在棘轮4和中间层板2的内侧面间形成的斜楔面内一个棘轮的轮齿的范围运动，并两端限位，相应连接把手可转过的最大角度为60度，达到限位功能。
[0034]本发明的一种二维限位型铅挤压阻尼器工作过程是，当发生地震时，上层板I和底层板3通过连接把手的连接相对于中间层板2产生转动，此时，棘轮4的外周和挤压铅块7的内侧面间形成的斜楔面楔紧位于其间的滚子5，同时滚子5对挤压铅块7进行挤压，铅挤压流动而发热，从而消耗地震作用能量，达到耗能减震的目的。
【主权项】
1.一种二维限位型铅挤压阻尼器，是由四组结构相同的阻尼单元(A)通过连接销轴(9)依次铰接构成的环状限位结构，其特征在于，所述的阻尼单元(A)包括有由上至下通过销轴(8)依次连接设置的上层板(I)、中间层板(2)和底层板(3)，所述的上层板(1)、中间层板(2)和底层板(3)主体为圆形结构，且在圆形结构的侧边一体形成有连接把手(10)，其中，所述的上层板(I)和底层板(3)结构相同均是在圆形结构部分开有能够贯穿销轴(8)的中心通孔的圆盘状结构，所述中间层板(2)的圆形结构部分为圆环状结构，在所述的上层板(I)和底层板(3)之间且位于所述中间层板(2)的环形结构的环内设置有棘轮(4)，所述棘轮⑷通过形成在中心的中心孔(42)套在所述的销轴⑶上，所述棘轮⑷的每个齿槽内设置有一个滚子(5)和一个支撑滚子(5)的螺旋弹簧(6)，所述的棘轮(4)的外周与所述的中间层板(2)的环形结构的环内壁之间设置有环形挤压铅块(7)。
2.根据权利要求1所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的上层板(1)、棘轮(4)和底层板(3)与所述的销轴(8)为固定连接。
3.根据权利要求1所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的四组结构相同的阻尼单元㈧中第一组中间层板⑵的连接把手通过连接销轴(9)能够旋转的连接在第二组上层板⑴和底层板(3)的连接把手之间，第二组中间层板(2)的连接把手通过连接销轴(9)能够旋转的连接在第三组上层板(I)和底层板(3)的连接把手之间，第三组中间层板(2)的连接把手通过连接销轴(9)能够旋转的连接在第四组上层板(I)和底层板(3)的连接把手之间，第四组中间层板(2)的连接把手通过连接销轴(9)能够旋转的连接在第一组上层板(I)和底层板(3)的连接把手之间。
4.根据权利要求1或3所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的上层板(I)、中间层板(2)和底层板(3)的连接把手相对旋转的最大角度为60度。
5.根据权利要求1所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的棘轮(4)设置有5个以上的轮齿(41)。
6.根据权利要求1所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的滚子(5)的直径大于等于棘轮(4)的轮齿(41)凹角处与所述挤压铅块(7)内侧边之间的距离。
7.根据权利要求1所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的滚子(5)采用钢圆柱滚子(5)。
8.根据权利要求1所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的挤压铅块(7)采用机加工铅块。
9.根据权利要求1或3所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的上层板(I)和底层板(3)在与所述的中间层板(2)的接触面之间设置有无粘结材料层。
10.根据权利要求1所述的一种二维限位型铅挤压阻尼器，其特征在于，所述的螺旋弹簧(6)设置在所述棘轮(4)上的轮齿(41)的凹角处。
【专利摘要】一种二维限位型铅挤压阻尼器，是由四组结构相同的阻尼单元通过连接销轴依次铰接构成的环状限位结构，阻尼单元有由上至下通过销轴依次连接设置的上层板、中间层板和底层板，上层板、中间层板和底层板主体为圆形结构，且在圆形结构的侧边一体形成有连接把手，上层板和底层板结构相同是在圆形结构部分开有中心通孔的圆盘状结构，中间层板的圆形结构部分为圆环状结构，在上层板和底层板之间且位于中间层板的环形结构的环内设置有棘轮，棘轮通过形成在中心的中心孔套在销轴上，棘轮的每个齿槽内设置有一个滚子和一个支撑滚子的螺旋弹簧，棘轮的外周与中间层板的环形结构的环内壁之间设置有环形挤压铅块。本发明可广泛应用于建筑物的耗能减震及限位控制。
【IPC分类】E04B1-98
【公开号】CN104805924
【申请号】CN201510192408
【发明人】刘平, 杨建江, 李宁, 马华, 李振宝, 宗绍利
【申请人】天津大学仁爱学院
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月20日