一種調諧黏滯質量阻尼器的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于土木工程結構消能減震技術領域，涉及一種調諧黏滯質量阻尼器。
【背景技術】
[0002] 傳統的房屋建筑減振方法是通過加大構件的截面和增加配筋來抵抗，其結果是截 面越大，剛度越大，地震作用也越大，不僅難以保證安全，也使工程的造價大大提高，振動控 制技術的引入解決了這一難題。消能減振技術作為一種被動的結構減振控制技術，近幾年 來已經逐步應用在建筑物或構筑物中。所謂消能減振技術，是在結構上附加消能減振裝置， 附加減振裝置和結構本身共同承擔地震和風振等作用，通過附加減振裝置的耗能作用從而 減小結構本身的動力響應，保證了結構的安全性、舒適性和正常使用性等功能要求。國內外 學者已經對消能減振技術進行了大量研究，開發了諸多消能減振裝置，例如調諧質量阻尼 器（TMD)、調諧液體阻尼器（TLD)、黏滯阻尼器以及摩擦阻尼器等。這些阻尼器在實際使用 中還顯露出一些不足之處。例如，多數阻尼器采用單一的耗能機理；傳統的調諧質量阻尼器 所需質量太大，加重建筑物的承受負擔；調諧液體阻尼器提供的附加阻尼比較小；摩擦阻 尼器產生的熱量較大、影響阻尼器性能等。研制和開發基于混合耗能機理并具有增效機制 的新型減振裝置，減小或避免傳統消能減振裝置的不利影響，具有重要的工程現實意義。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的在于為土木工程結構減隔震(振)，提供一種耗能性能優良的調諧黏 滯質量阻尼裝置，解決了耗能效率低、調諧質量過大等問題。
[0004] 本發明提出的一種調諧黏滯質量阻尼裝置，包括滾珠螺桿、旋轉質量、滾珠螺母、 調諧彈簧、外筒、內筒、黏滯液體、調諧彈簧保護筒和滾珠軸承，內筒放置于外筒內，內筒與 右筒之間的間隙處填充黏滯液體；內筒的外壁上設有旋轉質量，滾珠螺母依次插入外筒一 偵叭內筒一側，通過焊接使滾珠螺母與外筒、內筒連成整體，旋轉運動中使旋轉質量、滾珠螺 母和內筒角速度保持一致；滾珠螺桿依次穿過滾珠螺母和內筒右端，并與滾珠螺母通過滾 珠軸承和螺紋卡在一起；外筒另一側伸入調諧彈簧保護筒內，調諧彈簧保護筒內壁和外筒 外壁之間設有調諧彈簧，外筒與內筒通過滾珠軸承連接，且調諧彈簧、滾珠軸承和滾珠螺桿 同軸布置。
[0005] 本發明中，滾珠螺桿可將線性運動轉化為高速的旋轉運動，帶動旋轉質量、滾珠螺 母和內筒高速旋轉。
[0006] 本發明中，內筒與外筒之間填充的黏滯液體指數S取0. 1~1. 0。
[0007] 本發明中，外筒右端與滾珠螺母之間通過帶有凹槽連接，并密封良好，二者并未通 過焊接連為一體。
[0008] 本發明中，外筒另一側伸入調諧彈簧保護筒處的外壁與調諧彈簧保護筒內壁相貼 合，二者可發生相對錯動。
[0009] 本發明中，調諧彈簧保護筒左側和滾珠螺桿各端各設一個耳環，用于固定阻尼裝 置。
[0010] 本發明還通過以下技術方案來實現：所述的調諧黏滯質量阻尼裝置，一般可通過 X型、人字型等支撐與主體結構并聯。
[0011] 本發明的優點在于所述的調諧黏滯質量阻尼裝置采用混合耗能機制，集中了調諧 質量阻尼器（TMD)和黏滯阻尼器的優點；通過滾珠螺桿的帶動，旋轉質量和內筒可以實現 高速旋轉，從而將調諧質量和黏滯耗能效果放大；本發明還具有結構簡潔緊湊、制造成本低 廉和使用簡便的優點。
【附圖說明】
[0012] 圖1為本發明結構示意圖； 圖2為圖1所示的調諧黏滯質量阻尼裝置的主視圖； 圖3為圖1所示的調諧黏滯質量阻尼裝置的右視圖； 圖4為圖1所示的調諧黏滯質量阻尼裝置的俯視圖； 附圖標號：1滾珠螺桿，2旋轉質量，3滾珠螺母，4調諧彈簧，5外筒，6內筒，7黏滯液體， 8調諧彈簧保護筒，9滾珠軸承，10耳環。
【具體實施方式】
[0013] 下面參照附圖1~4對本發明實施的調諧黏滯質量阻尼裝置進行說明。
[0014] 如圖1~4所示，調諧黏滯質量阻尼裝置包括旋轉質量2、滾珠螺母3和內筒6通過 焊接成為一個整體，滾珠螺桿1依次穿過滾珠螺母3和內筒6的右端，并與滾珠螺母通過螺 紋卡在一起；外筒5右端與滾珠螺母3之間通過帶有凹槽連接并密封良好，二者并未通過焊 接連為一體；外筒5左端與內筒6左端通過滾珠軸承9相連；外筒5左端與調諧彈簧4相 連，使得阻尼器可以發揮調諧質量阻尼器的作用；調諧彈簧4外圍套有調諧彈簧保護筒8 ; 調諧彈簧保護筒8右端與外筒5壁左端相貼合，二者可以發生相對錯動。
[0015] 旋轉質量在該阻尼裝置中，通過調諧質量作用耗能；外筒與內筒之間的空腔填充 黏滯液體，當內筒旋轉時，黏滯液體通過剪切阻抗耗能。
[0016] 當阻尼裝置兩端有相對位移時，螺桿相對外筒會同時產生線性運動和高速旋轉運 動，由于滾珠螺桿依次穿過旋轉質量、滾珠螺母和內筒的右端，并與滾珠螺母通過螺紋和滾 珠軸承卡在一起，故螺桿可以帶動旋轉質量和內筒高速旋轉。旋轉質量和內筒的高速旋轉 分別使調諧質量耗能和黏滯耗能得以明顯放大。
【主權項】
1. 一種調諧黏滯質量阻尼裝置，包括滾珠螺桿、旋轉質量、滾珠螺母、調諧彈簧、外筒、 內筒、黏滯液體、調諧彈簧保護筒和滾珠軸承，其特征在于內筒放置于外筒內，內筒與外筒 之間的間隙處填充黏滯液體；內筒的外壁上設有旋轉質量，滾珠螺母依次插入外筒一側、內 筒一側，通過焊接使滾珠螺母與外筒、內筒連成整體，旋轉運動中使旋轉質量、滾珠螺母和 內筒角速度保持一致；滾珠螺桿依次穿過滾珠螺母和內筒右端，并與滾珠螺母通過滾珠軸 承和螺紋卡在一起；外筒另一側伸入調諧彈簧保護筒內，調諧彈簧保護筒內壁和外筒外壁 之間設有調諧彈簧，外筒與內筒通過滾珠軸承連接，且調諧彈簧、滾珠軸承和滾珠螺桿同軸 布置。2. 根據權利要求1所述的調諧黏滯質量阻尼裝置，其特征在于：滾珠螺桿可將線性運 動轉化為高速的旋轉運動，帶動旋轉質量、滾珠螺母和內筒高速旋轉。3. 根據權利要求1所述的調諧黏滯質量阻尼裝置，其特征在于：內筒與外筒之間填充 的黏滯液體指數β取〇. 1~1. 0。4. 根據權利要求1所述的調諧黏滯質量阻尼裝置，其特征在于：外筒右端與滾珠螺母 之間通過帶有凹槽連接，并密封良好，二者并未通過焊接連為一體。5. 根據權利要求1所述的調諧黏滯質量阻尼裝置，其特征在于：外筒另一側伸入調諧 彈簧保護筒處的外壁與調諧彈簧保護筒內壁相貼合，二者可發生相對錯動。6. 根據權利要求1所述的調諧黏滯質量阻尼裝置，其特征在于：調諧彈簧保護筒左側 和滾珠螺桿各端各設一個耳環，用于固定阻尼裝置。
【專利摘要】本發明涉及一種用于房屋建筑結構、橋梁工程結構耗能減震的調諧黏滯質量阻尼裝置，該阻尼裝置包括：滾珠螺桿、旋轉質量、滾珠螺母、調諧彈簧、外筒、內筒、黏滯液體、調諧彈簧保護筒、滾珠軸承和耳環。其中旋轉質量、滾珠螺母、內筒通過焊接連成整體；滾珠螺桿依次穿過滾珠螺母和內筒右端，并與滾珠螺母通過螺紋相互約束；內筒與外筒之間填充黏滯液體。本發明可以同時發揮調諧質量阻尼器和非線性黏滯阻尼器的作用，并通過滾珠螺桿產生了黏滯阻尼增效和質量增效，耗能性能優良。
【IPC分類】E04B1/98
【公開號】CN105155708
【申請號】CN201510401503
【發明人】張瑞甫, 李超, 翁大根
【申請人】同濟大學
【公開日】2015年12月16日
【申請日】2015年7月10日