,该预留孔9邻近导体盘4b的边缘且呈环向 设置，每个预留孔9内嵌有一个永磁铁4c，所嵌入的永磁铁4c按照磁极交替变化的规则设 置，且永磁铁4c的表面与支架4a的表面平齐。
[0037] 其中，参见图1所示，所述阻尼轴6由二系从动齿轮3d向外依次穿过一系主动齿 轮3a、一个导体盘4b、支架4a及另一个导体盘4b，且两个导体盘4b与阻尼轴6固定连接， 支架4a与阻尼轴6活动连接；所述传动轴7由二系主动齿轮3c向外依次穿过一系从动齿 轮3b及支架4a，且一系从动齿轮3b与传动轴7固定连接，支架4a与传动轴7活动连接。 本实施例中，一系主动齿轮3a内供阻尼轴6穿过的通孔8为腰圆形，该腰圆形的通孔8能 避免一系主动齿轮3a在转动时与阻尼轴6发生干涉。另外，所述杠杆轴5、阻尼轴6、传动 轴7均通过轴承与支架4a活动连接；且两个导体盘4b与阻尼轴6之间、一系从动齿轮3b 与传动轴7之间均通过平键固定连接。
[0038] 参见图5所示，两系位移传递的位移放大原理如下：图中，U为斜拉索11中心到 杠杆轴5中心的距离（即连接杆的自由悬臂长度），札为一系主动齿轮3a的半径，R'丄为 一系从动齿轮3b的半径，馬为二系主动齿轮3c的半径，R' ^为二系从动齿轮3d的半径。 贝1J，当斜拉索11面外振动速度为时，传递至阻尼轴6上导体盘4b的角速度《 2为：
[0039]
[0040] 其中，％ 为一系传动装置放大系数，n2为二系传动装置放大系数， Vc/U是斜拉索11绕杠杆轴5转动的角速度。根据上述公式可知，通过两系传动装置的传 动，导体盘4b的转动角速度《2放大为原来的ni?112倍，当ni?n2> 1时，即实现了面外振 动位移的放大，解决了以往斜拉索11面外振动位移传递至阻尼产生装置4处时减小的问 题。因此，只需保证一系主动齿轮3a的半径大于一系从动齿轮3b的半径，二系主动齿轮3c 的半径大于二系从动齿轮3d的半径，即可达到放大面外振动位移的效果。
[0041] 另外，由于电涡流阻尼器的转动阻尼系数为(；((；与斜拉索11的振动响应无关）， 则电涡流在阻尼轴6上产生的阻尼力矩1~2为：
[0042] T2 =Cr ? ?2
[0043] 传递至斜拉索11处的线性阻尼力F。为：
[0044]
[0045] 则斜拉索11处的等效线性阻尼系数
[0046]
[0047] 通过上式可以看出等效线性阻尼系数与齿轮放大倍数的平方成正比，与斜拉索11 中心线至杠杆轴6的距离U的平方成反比，即连接杆的自由悬臂长度L^越小越好。
[0048] 然而，常见的成角度分布的油阻尼器、VSD阻尼器，其面外减振效果很大程度上受 支腿的横向变形影响，支腿上端连接阻尼器、下端固定于桥面上，其受力类型为悬臂梁，随 着安装高度的增加，该悬臂长度L增加导致支腿的横向变形过大，面外振动控制效果折减 严重。而本发明中，杠杆轴的设置使连接杆的悬臂长度变为U，一般对于大桥而言，可以是 LQ= 2/3 ?L，根据悬臂梁的挠度公5
叮知，最大挠度与悬臂长度的3次方成正 比，则使用相同材料和截面的前提下，本发明的最大挠度为常规阻尼器变形的8/27,有效保 证了阻尼器的减振效果。
[0049] 本发明斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器的阻尼产生方法如下：将所述连接杆 1连接于斜拉索11，并将所述底座2固定于桥面；当斜拉索11发生面外振动时，连接杆1带 动一系主动齿轮3a以杠杆轴5为中心转动，使一系主动齿轮3a和一系从动齿轮3b发生嗤 合转动，从而带动传动轴7转动，所述传动轴7带动二系主动齿轮3c转动，使二系主动齿轮 3c和二系从动齿轮3d发生啮合转动，从而带动阻尼轴6转动，所述阻尼轴6带动导体盘4b 在永磁铁4c形成的环向交变磁场中发生转动，由此产生电涡流阻尼以耗散斜拉索11的面 外振动能量。
[0050] 本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种修改和变型，倘若这些修改和变 型属在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范 围之内。说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
【主权项】
1. 一种斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，包括用于连接斜拉索（11)的连接杆 (1)、用于与桥面固定的底座（2)，其特征在于：连接杆（1)的下端设有面外位移传递装置 (3)，所述面外位移传递装置（3)的两侧设有阻尼产生装置（4); 所述面外位移传递装置（3)包括两组相对设置的一系传动装置和设于两组一系传 动装置之间的二系传动装置，每组一系传动装置包括一系主动齿轮（3a)和一系从动齿轮 (3b)，一系主动齿轮（3a)固定设置于连接杆（1)的下端，且与一系从动齿轮（3b)啮合； 所述二系传动装置包括二系主动齿轮（3c)和啮合于二系主动齿轮（3c)上方的二系从 动齿轮（3d)，二系从动齿轮（3d)内部固定有阻尼轴（6)，二系主动齿轮（3c)内部固定有传 动轴（7); 所述阻尼产生装置（4)包括支架（4a)和对称设于支架（4a)两侧的导体盘（4b)，所述 支架（4a)的上端通过杠杆轴（5)与连接杆（1)活动连接，下端固定于底座（2)，且支架（4a) 内嵌有多个永磁铁（4c)，所述永磁铁（4c)与两导体盘（4b)对应设置； 其中，所述阻尼轴（6)由二系从动齿轮（3d)向外依次穿过一系主动齿轮（3a)、一个导 体盘（4b)、支架（4a)及另一个导体盘（4b)，且两个导体盘（4b)与阻尼轴（6)固定连接，支 架（4a)与阻尼轴（6)活动连接；所述传动轴（7)由二系主动齿轮（3c)向外依次穿过一系 从动齿轮（3b)及支架（4a)，且一系从动齿轮（3b)与传动轴（7)固定连接，支架（4a)与传 动轴（7)活动连接。2. 如权利要求1所述的斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，其特征在于：所述一系 主动齿轮（3a)的半径大于一系从动齿轮（3b)的半径；所述二系主动齿轮（3c)的半径大于 二系从动齿轮（3d)的半径。3. 如权利要求1所述的斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，其特征在于：所述一系 主动齿轮（3a)内供阻尼轴（6)穿过的通孔（8)为腰圆形。4. 如权利要求1所述的斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，其特征在于：所述电涡 流阻尼器还包括索夹（10)，所述索夹（10)与连接杆（1)的上端活动连接。5. 如权利要求1所述的斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，其特征在于：所述杠杆 轴（5)与支架（4a)之间、阻尼轴（6)与支架（4a)之间、传动轴（7)与支架（4a)之间均通 过轴承连接。6. 如权利要求1所述的斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，其特征在于：所述支架 (4a)开设有多个预留孔（9)，所述预留孔（9)邻近导体盘（4b)的边缘且呈环向设置，每个 预留孔（9)内嵌有一个永磁铁（4c)。7. 如权利要求6所述的斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，其特征在于：所述永磁 铁（4c)按照磁极交替变化的规则设置。8. 如权利要求1至7中任一项所述的斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器，其特征在 于：所述导体盘（4b)的材质为铝合金；所述永磁铁（4c)的材质为汝铁硼永磁铁。9. 一种基于权利要求1所述的电涡流阻尼器的阻尼产生方法，其特征在于，包括以下 步骤：将所述连接杆（1)连接于斜拉索（11)，并将所述底座（2)固定于桥面；当斜拉索（11) 发生面外振动时，连接杆（1)带动一系主动齿轮（3a)以杠杆轴（5)为中心转动，使一系主 动齿轮（3a)和一系从动齿轮（3b)发生啮合转动，从而带动传动轴（7)转动，所述传动轴 (7)带动二系主动齿轮（3c)转动，使二系主动齿轮（3c)和二系从动齿轮（3d)发生啮合转 动，从而带动阻尼轴（6)转动，所述阻尼轴（6)带动导体盘（4b)在永磁铁（4c)形成的环向 交变磁场中发生转动，由此产生电涡流阻尼以耗散斜拉索（11)的面外振动能量。10.如权利要求9所述的阻尼产生方法，其特征在于：所述一系主动齿轮（3a)的半径 大于一系从动齿轮（3b)的半径；所述二系主动齿轮（3c)的半径大于二系从动齿轮（3d)的 半径。
【专利摘要】本发明公开了一种斜拉索面外振动控制的电涡流阻尼器及阻尼产生方法，涉及斜拉索振动控制技术领域。该阻尼器包括连接杆、底座、面外位移传递装置和阻尼产生装置，面外位移传递装置固定于连接杆的下端，阻尼产生装置设于面外位移传递装置的两侧且与底座固定连接；面外位移传递装置包括一系传动装置和二系传动装置，一系传动装置包括一系主动齿轮和啮合于一系主动齿轮下方的一系从动齿轮，二系传动装置包括二系主动齿轮和啮合于二系主动齿轮上方的二系从动齿轮，二系从动齿轮内部固定有阻尼轴，二系主动齿轮内部固定有传动轴，面外位移传递装置通过阻尼轴、传动轴与阻尼产生装置连接。本发明不但能有效增强面外减振效果，而且耐久性好。
【IPC分类】F16F15/03, E01D19/16
【公开号】CN104894970
【申请号】CN201510261306
【发明人】汪正兴, 柴小鹏, 王波, 高阳, 王艳芬, 荆国强, 刘鹏飞, 王翔, 伊建军, 马长飞, 盛能军, 尹琪
【申请人】中国铁路总公司, 中铁大桥局集团武汉桥梁科学研究院有限公司, 中铁大桥局集团有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月21日