減震器的制作方法

本發明涉及電力系統技術領域，具體而言，涉及一種減震器。

背景技術：

目前，我國位于亞歐地震帶和環太平洋地震帶之間，屬于地震多發國家。變電站和換流站內的電力設備作為“生命線工程”的關鍵環節，其抗震問題的重要性不言而喻。其中，支柱類電氣設備如避雷器、互感器、支柱絕緣子、開關類設備等具有重心高、長徑比大、自振頻率接近地震波頻率、地震易損性較高等不利于抗震的結構特點，因此，處于地震高烈度區的變電站和換流站內的支柱類電氣設備往往要采取安裝減震器的措施保證其抗震安全性。

摩擦型減震器為現有電氣設備所廣泛應用的一種減震器，其結構一般包括：活塞桿和設有碟形彈簧的缸筒，其中，碟形彈簧的兩側分別連接一個滑動楔塊，滑動楔塊內設有摩擦楔塊；活塞桿由缸筒外側向其內側推進時，擠壓摩擦楔塊和碟形彈簧，從而通過摩擦耗能降低電氣設備的地震響應。這種耗能方式消耗的地震能量較小，為達到減震的要求，通常需要為電氣設備配置多個摩擦型減震器，且在安裝時需要每個摩擦型減震器施加大小一致的預緊力，增大了安裝難度。

技術實現要素：

鑒于此，本發明提出了一種減震器，旨在解決現有減震器減震效率較低需要安裝多個減震器才能達到減震要求的問題。

一個方面，本發明提出了一種減震器，該減震器包括：中心軸、筒體和鉛元件；其中，所述中心軸可滑動地套設于所述筒體內，并且，所述中心軸的外壁開設有第一凹槽，所述筒體的內壁開設有第二凹槽，所述第一凹槽與所述第二凹槽位置相對應且圍設成一空腔；所述第一凹槽和所述第二凹槽均為方形；所述鉛元件嵌設于所述空腔內且與所述空腔的形狀相適配；所述中心軸的第一端置于所述筒體外，用于與電氣設備相連接；所述筒體用于與電氣設備支架相連接。

進一步地，上述減震器中，所述第一凹槽至少為兩個，且各所述第一凹槽沿所述中心軸外壁的周向分布；所述第二凹槽至少為兩個，且各所述第二凹槽沿所述筒體內壁的周向分布；各所述第一凹槽與各所述第二凹槽的位置一一對應且圍設成相應的空腔。

進一步地，上述減震器中，所述第一凹槽沿所述中心軸的外壁的周向均勻分布；所述第二凹槽沿所述筒體的內壁的周向均勻分布。

進一步地，上述減震器中，所述第一凹槽的軸向長度大于所述第二凹槽的軸向長度。

進一步地，上述減震器中，所述中心軸的兩端均部分置于所述筒體外。

進一步地，上述減震器中，所述中心軸的第二端還設置有限位板；其中，所述限位板置于所述筒體的外部且與所述筒體的第一端之間留有預設距離。

進一步地，上述減震器中，所述限位板通過限位銷釘與所述筒體的第一端相連接。

進一步地，上述減震器中，所述中心軸的第一端沿軸向開設有用于與電氣設備相連接的內螺紋孔。

進一步地，上述減震器中，還包括：至少兩個螺母；其中，所述筒體靠近第二端的外壁開設有外螺紋；各所述螺母套設于所述筒體外且與所述筒體螺紋連接。

本發明中，通過均為方形槽的第一凹槽和第二凹槽相互配合，增加了鉛元件的受力面積，當中心軸與筒體相互錯動時，鉛元件受到的剪切力增大，使得鉛元件在面積較小的情況下，屈服力增大，應力流分布面積也增大，能持續吸收更多的地震動能量，提高了減震器的減震效率。

附圖說明

通過閱讀下文優選實施方式的詳細描述，各種其他的優點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優選實施方式的目的，而并不認為是對本發明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1為本發明實施例提供的減震器的結構示意圖；

圖2為本發明實施例提供的減震器的中心軸的剖面圖；

圖3為本發明實施例提供的減震器的筒體的剖面圖；

圖4為本發明實施例提供的減震器的鉛元件的結構示意圖；

圖5為本發明實施例提供的減震器的螺母的結構示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。

參見圖1至圖3，圖中示出了本發明實施例提供的減震器的優選結構。如圖所示，該減震器包括：中心軸1、筒體2和鉛元件3。

其中，中心軸1可滑動地套設于筒體2內，中心軸1的第一端(圖1中所示的右端)置于筒體2外，用于與電氣設備相連接，筒體2用于與電氣設備支架相連接。

中心軸1的外壁開設有第一凹槽11，筒體2的內壁開設有第二凹槽21，第一凹槽11和第二凹槽21均為方形。第一凹槽11的軸向長度和深度以及第二凹槽21的軸向長度和深度均可以根據實際情況進行選擇。

第一凹槽11與第二凹槽21位置相對應且圍設成一空腔，鉛元件3嵌設于該空腔內且與該空腔形狀相適配，也就是說，鉛元件3為方形。具體實施時，筒體2還可以開設有與該空腔相連通的注入通道，注入通道用于向第一凹槽11與第二凹槽21圍設成的空腔中注入鉛以形成鉛元件3。注入通道的進口方向可以與筒體2外壁的切線方向一致或者垂直于筒體2外壁設置。

本技術領域人員應該理解，鉛的剛度與強度較低，并且具有較強的延性和柔性，所以在受力變形過程中可以吸收大量的能量；此外，鉛具有較低的屈服力，在塑性變形條件下具有較好的疲勞特性，是一種較好的阻尼器，增大了電氣設備結構體系的阻尼，同時延長了電氣設備結構的自振周期，使電氣設備結構避開地震震動的頻率范圍，有效提高了電氣設備的抗震安全性。

工作時，中心軸1與電氣設備相連接，筒體2與電氣設備的支架相連接，在地震力作用下，電氣設備相對于支架發生相對擺動彎曲，從而促使中心軸1與筒體2發生相對位移，進而對鉛元件3產生剪切作用，鉛元件3在此作用下發生形變，吸收地震傳遞給電氣設備的地震動能量，當震動消失后，鉛元件3恢復原狀，將吸收的地震動能量釋放在減震器中。如此不斷的吸收和釋放地震動能量，對電氣設備進行減震保護。

可以看出，本實施例中，第一凹槽與第二凹槽均為方形槽，增加了鉛元件的受力面積，當中心軸與筒體相互錯動時，鉛元件受到的剪切力增大，使得鉛元件在面積較小的情況下，屈服力增大，應力流分布面積也增大，能持續吸收更多的地震動能量，即：增大了鉛元件的耗能滯回環面積，相應地提升了減震器的減震效率。與現有技術中的摩擦型減震器中同樣體積的耗能元件相比，本實施例中的鉛元件的耗能能力增加，解決了現有減震器中減震效率較低需要安裝多個減震器從而導致的安裝難度較大且成本較高的問題。

需要說明的是，滯回環是指由于材料的彈塑性性質，當荷載大于一定程度后，在卸荷時產生殘余變形，即荷載為零而材料變形不回到零，這樣經過一個荷載、卸荷循環，荷載位移曲線就形成的一個環。

上述實施例中，第一凹槽11至少為兩個，且各第一凹槽11沿中心軸1的外壁的周向分布；第二凹槽21至少為兩個，且各第二凹槽21沿筒體2內壁的周向分布；各第一凹槽11與各第二凹槽21的位置一一對應且圍設成相應的空腔。

可以看出，在中心軸1外壁與筒體2內壁之間設置多個第一凹槽11和多個第二凹槽21形成多個空腔，向多個空腔中嵌設多個鉛元件3，增加了減震器中鉛元件3的數量，使得減震器能吸收更多的地震動能量。

更優選地，各第一凹槽11沿中心軸1外壁的周向均勻分布，各第二凹槽21沿筒體2內壁的周向均勻分布。具體地，沿周向均勻分布的各第一凹槽11為一個第一凹槽組，沿周向均勻分布的各第二凹槽21為一個第二凹槽組，第一凹槽組與第二凹槽組對應設置，形成多個空腔，各空腔內均設置有鉛元件3。需要說明的是，具體實施時，第一凹槽11和第二凹槽21的數量可以根據實際情況進行確定，本實施例對此不作限定。

可以看出，各第一凹槽組11和各第二凹槽組21的均勻分布可以使使中心軸1和筒體2具有較好的受力性能。

參見圖2至圖4，上述實施例中，第一凹槽11的軸向長度大于第二凹槽21的軸向長度。優選地，第一凹槽11的軸向長度與第二凹槽21的軸向長度的差值為減震器的極限位移，其中，減震器的極限位移是指在地震作用下，減震器受到外力作用時所能移動的最大位移。

可以看出，當第一凹槽11的軸向長度與第二凹槽21的軸向長度的差值為減震器的極限位移時，第一凹槽11與第二凹槽21圍設成的空腔體積最大，相應地，鉛元件3的體積最大，當中心軸1相對于筒體2發生滑動時，空腔中鉛元件3受到剪切的面積也最大，提升了減震器的減震效率。

上述各實施例中，中心軸1的兩端均部分置于筒體2外。中心軸1的兩端均延伸至筒體2外，當發生地震時，使得外力對中心軸1置于筒體2外的部分施加壓力以推動中心軸1相對筒體2發生相對位移，使得鉛元件3受到充分的剪切，進而能有效的吸收地震動能量。

再次參見圖1，上述實施例中，中心軸1的第二端(圖1所示的左端)還設置有限位板7，該限位板7置于筒體2的外部且與筒體2的第一端(圖1所示的左端)之間留有預設距離。該預設距離可以為減震器受到外力作用時所能移動的最大位移。優選地，限位板7通過限位銷釘5與筒體2的第一端相連接。當地震力作用于筒體2的第一端時，限位板7將向中心軸1的第二端移動，直至限位銷釘5與中心軸1第二端相應位置處的限位孔的底端相抵觸，此時，限位板7所移動的位移即減震器所能移動的最大位移，有效避免了減震器的失控。

上述實施例中，中心軸1的第一端沿軸向開設有用于與電氣設備相連接的內螺紋孔6。通過螺栓的第一端與該內螺紋孔6配合，使螺栓的第一端連接于該減震器，螺栓的第二端連接于電氣設備，實現了電氣設備與減震器的螺栓連接。具體地，在小震或風荷載作用下，減震器僅起到螺栓連接作用，不影響電氣設備整體剛度及電氣功能；在中高等級地震作用時，電氣設備傳遞至減震器的作用力達到減震器鉛元件3的屈服力時減震器開始吸收地震動能量，并通過動態重結晶以熱能方式耗散地震動能量，發揮減震作用。

參見圖1和圖5，上述實施例中，還包括：至少兩個螺母4。螺母4可以是自鎖螺母、鎖緊螺母或雙螺母，優選地，螺母4為鎖緊螺母。筒體2靠近第二端(圖1中所示的右端)的外壁開設有外螺紋，各個螺母4套設于筒體2外且與筒體2螺紋連接。具體實施時，先將兩個螺母4間隔地套設于筒體2的兩端，然后將筒體2靠近第二端的部分穿設于電氣設備支架連接件的通孔，最后將各個螺母4擰緊以實現筒體2與電氣設備支架的緊固連接。

綜上，本發明中提供的減震器通過較小尺寸的鉛元件，即可達到較高的滯回耗能要求，相對于現有摩擦型減震器的耗能能力大大提升，不需要在同一電氣設備上安裝多個減震器，縮減了成本且避免了安裝多個減震器增加施工難度的問題。

顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。