超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置，包括第一連接法蘭、第二連接法蘭、鋼板和橡膠層，所述第一連接法蘭用于與液壓缸活塞桿連接，所述第二連接法蘭用于與振動臺面連接，一個或多個所述鋼板和一個或多個所述橡膠層相間設于所述第一連接法蘭和所述第二連接法蘭之間，其特征在于：所述無間隙傳力聯接裝置還包括滾珠，多個所述滾珠分別置于所述橡膠層內，每個所述滾珠在力傳遞方向的兩個相對頂部分別與所述鋼板、所述第一連接法蘭或所述第二連接法蘭接觸。本實用新型通過在傳統的剪切橡膠聯接結構基礎上增加可以實現剛性傳力且能夠隨變形移動的滾珠，可以實現超重力場中可產生剪切變形的無間隙、不失真力傳遞。
【專利說明】
超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種傳力聯接裝置，尤其涉及一種超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置。
【背景技術】
[0002]基于離心機提供的超重力場環境，振動臺模型試驗可以產生與原型相同的自重應力，真實反應原型在自然條件下的動力響應，再現地震作用下的土工結構變形與破壞機理。因此，離心機振動臺成為解決巖土工程、環境工程和水利工程等領域相關科學問題的重要模擬試驗平臺。
[0003]當前，超重力場中的振動臺普遍采用液壓驅動的方式。液壓缸作為動力執行元件，通過活塞桿與振動臺面之間的聯接裝置，完成力的傳遞，實現振動臺面及負載的振動。因此，實現力由液壓缸活塞桿至振動臺面的無間隙傳遞，保證振動波形的不失真成為再現地震破壞作用的一個關鍵問題。目前，液壓缸活塞桿與振動臺面之間的聯接方式主要有螺紋、銷和剪切橡膠等。
[0004]螺紋聯接是通過活塞桿上的外(內)螺紋與振動臺面上的內(外)螺紋的配合，將活塞桿與振動臺面連成一體，實現力的傳遞。與螺紋類似，銷聯接是通過一根或多根銷，將活塞桿與振動臺面固定在一起，實現力的傳遞。剪切橡膠通常由一層鋼板、一層高強度橡膠交替疊合而成，在液壓缸輸出推力較小時，可以實現力的不失真傳遞；同時，由于橡膠層的柔性作用，剪切橡膠可以產生一定的剪切變形。
[0005]上述傳統的液壓缸活塞桿與振動臺面之間的聯接方式，存在以下缺陷:
[0006]1、螺紋聯接、銷聯接都可以實現力沿活塞桿軸向的不失真傳遞，但約束了液壓缸活塞桿與振動臺面之間可能產生相互運動的所有自由度，使兩者成為一個整體，兩者之間在切向(垂直于軸線方向)沒有可產生剪切變形的柔性環節，不能產生柔性剪切變形；
[0007]2、剪切橡膠聯接在液壓缸活塞桿輸出力較小時沒有問題，但當液壓缸活塞桿輸出力較大時，由于剪切橡膠中含有柔性材料橡膠，其承力性能較鋼質材料弱，所以橡膠會發生較大變形，吸收一部分力，造成活塞桿輸出力與振動臺面接收力之間的差異，產生力傳遞失真。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置。
[0009]本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的:
[0010]一種超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置，包括第一連接法蘭、第二連接法蘭、鋼板和橡膠層，所述第一連接法蘭用于與液壓缸活塞桿連接，所述第二連接法蘭用于與振動臺面連接，一個或多個所述鋼板和一個或多個所述橡膠層相間設于所述第一連接法蘭和所述第二連接法蘭之間，所述無間隙傳力聯接裝置還包括滾珠，多個所述滾珠分別置于所述橡膠層內，每個所述滾珠在力傳遞方向的兩個相對頂部分別與所述鋼板、所述第一連接法蘭或所述第二連接法蘭接觸。
[0011]作為優選，每一個所述橡膠層內均勻分布有多個所述滾珠。
[0012]具體地，所述橡膠層內設有球形的滾珠孔，所述滾珠孔在力傳遞方向的兩端均開口，所述滾珠置于所述滾珠孔內。
[0013]具體地，所述橡膠層與所述鋼板之間粘結連接。
[0014]本實用新型的有益效果在于:
[0015]本實用新型通過在傳統的剪切橡膠聯接結構基礎上增加可以實現剛性傳力且能夠隨變形移動的滾珠，可以實現超重力場中可產生剪切變形的無間隙、不失真力傳遞;其具體優點如下:
[0016]1、相對于螺紋聯接、銷聯接而言，本實用新型引入了柔性環節即橡膠層，使聯接裝置在切向可以產生柔性變形，保證了活塞桿與缸筒的配合，有利于液壓缸的正常工作；
[0017]2、相對于剪切橡膠而言，本實用新型在橡膠層內安裝了鋼制的滾珠，實現了聯接裝置中鋼質材料的無間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的不失真傳遞。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實用新型所述超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置的結構示意圖之一，圖中示出了橡膠層的內部結構；
[0019]圖2是本實用新型所述超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置的結構示意圖之二，圖中示出了橡膠層的內部結構；
[0020]圖3是本實用新型所述超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置的結構示意圖之三，圖中示出了橡膠層的內部結構；
[0021]圖4是本實用新型所述超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置在產生剪切變形時的結構示意圖，圖中示出了橡膠層的內部結構。
【具體實施方式】
[0022]下面結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0023]如圖1所示，本實用新型所述超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置，包括第一連接法蘭1、第二連接法蘭5、鋼板4、橡膠層2和滾珠3，第一連接法蘭I用于與液壓缸活塞桿(圖中未示)連接，第二連接法蘭5用于與振動臺面(圖中未示)連接，一個或多個鋼板4和一個或多個橡膠層2相間設于第一連接法蘭I和第二連接法蘭5之間，橡膠層2與鋼板4之間粘結連接，橡膠層2內設有球形的滾珠孔(圖中未標記)，所述滾珠孔在力傳遞方向的兩端均開口(其開口面積較小，開口圓的直徑一般為0.5-5mm)，多個滾珠3分別置于橡膠層2內的滾珠孔內，每一個橡膠層2內均勻分布有多個滾珠3，每個滾珠3在力傳遞方向的兩個相對頂部分別與鋼板4、第一連接法蘭I或第二連接法蘭5接觸。
[0024]根據具體應用需要，本無間隙傳力聯接裝置的具體結構可以不同，下面以三個實施例具體說明:
[0025]實施例1:
[0026]如圖1所示，本無間隙傳力聯接裝置共包括三個橡膠層2和兩個鋼板4，每個橡膠層2內的滾珠3在與力傳遞方向垂直的方向均勻分布有四層，其它結構與上述相關結構相同。
[0027]實施例2:
[0028]如圖2所示，本無間隙傳力聯接裝置共包括二個橡膠層2和一個鋼板4，其它結構與實施例1相關結構相同。
[0029]實施例3:
[0030]如圖3所示，本無間隙傳力聯接裝置共包括四個橡膠層2和三個鋼板4，其它結構與實施例1相關結構相同。
[0031]橡膠層2和鋼板4的數量根據液壓缸活塞桿與振動臺面之間的距離、橡膠層2的厚度、鋼板4的厚度來確定。
[0032]結合圖1-圖4，本實用新型所述超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置的工作原理如下:
[0033]1、軸向無間隙力傳遞:
[0034]如圖1所示，液壓缸活塞桿輸出的推力沿軸向的傳遞路徑為:第一連接法蘭1、第一列的滾珠3、第一個鋼板4、第二列的滾珠3、第二個鋼板4、第三列的滾珠3、第二連接法蘭5，第一連接法蘭1、滾珠3、鋼板4、第二連接法蘭5之間的無間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的無間隙傳遞，即保證了力傳遞的不失真。
[0035]如圖2所示，液壓缸活塞桿輸出的推力沿軸向的傳遞路徑為:第一連接法蘭1、第一列的滾珠3、鋼板4、第二列的滾珠3、第二連接法蘭5，第一連接法蘭1、滾珠3、鋼板4、第二連接法蘭5之間的無間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的無間隙傳遞，即保證了力傳遞的不失真。
[0036]如圖3所示，液壓缸活塞桿輸出的推力沿軸向的傳遞路徑為:第一連接法蘭1、第一列的滾珠3、第一個鋼板4、第二列的滾珠3、第二個鋼板4、第三列的滾珠3、第三個鋼板4、第四列的滾珠3、第二連接法蘭5，第一連接法蘭1、滾珠3、鋼板4、第二連接法蘭5之間的無間隙接觸，保證了活塞桿輸出推力的無間隙傳遞，即保證了力傳遞的不失真。
[0037]2、切向柔性剪切變形:
[0038]如圖4所示，當振動臺面產生如箭頭所示的切向變形時，這種變形會直接通過第二連接法蘭5作用在本聯接裝置上。此時，本聯接裝置中的橡膠層2會發生切向滑動，橡膠層2中的滾珠3也會跟隨橡膠層2的滑動進行滾動或滑動。每一個橡膠層2都可以發生這種滑動，橡膠層2越多，滑動效應越明顯。通過本聯接裝置切向的這種柔性變形，可以將振動臺面的變形對液壓缸活塞桿的附加彎矩作用釋放，從而不影響液壓缸活塞桿與缸筒之間的配合關系，保證液壓缸的正常工作。
[0039]圖4中的d為本聯接裝置在剪切方向的柔性變形長度，橡膠層2越多，它在剪切方向的柔性變形就越大;橡膠層2的數目可根據振動臺面在超重力場中的最大變形長度確定。
[0040]上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，并不是對本實用新型技術方案的限制，只要是不經過創造性勞動即可在上述實施例的基礎上實現的技術方案，均應視為落入本實用新型專利的權利保護范圍內。
【主權項】
1.一種超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置，包括第一連接法蘭、第二連接法蘭、鋼板和橡膠層，所述第一連接法蘭用于與液壓缸活塞桿連接，所述第二連接法蘭用于與振動臺面連接，一個或多個所述鋼板和一個或多個所述橡膠層相間設于所述第一連接法蘭和所述第二連接法蘭之間，其特征在于:所述無間隙傳力聯接裝置還包括滾珠，多個所述滾珠分別置于所述橡膠層內，每個所述滾珠在力傳遞方向的兩個相對頂部分別與所述鋼板、所述第一連接法蘭或所述第二連接法蘭接觸。2.根據權利要求1所述的超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置，其特征在于:每一個所述橡膠層內均勻分布有多個所述滾珠。3.根據權利要求1或2所述的超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置，其特征在于:所述橡膠層內設有球形的滾珠孔，所述滾珠孔在力傳遞方向的兩端均開口，所述滾珠置于所述滾珠孔內。4.根據權利要求1或2所述的超重力場中可產生剪切變形的無間隙傳力聯接裝置，其特征在于:所述橡膠層與所述鋼板之間粘結連接。
【文檔編號】F16D7/00GK205559601SQ201620405738
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月6日
【發明人】李心耀, 黎啟勝, 洪建忠, 李明海
【申請人】中國工程物理研究院總體工程研究所