CN106402228A - 一种电磁涡流旋转阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明属于结构减震领域,具体涉及一种电磁涡流旋转阻尼器,包括外筒、内筒和丝杠,其中,内筒位于外筒内;所述丝杠外周面配合连接有丝杠螺母,丝杠螺母的外周面与内筒内壁固连,所述内筒外周面设置有线圈;所述外筒内壁固定设置有环形永磁体,该环形永磁体与所述线圈对应设置;所述外筒与丝杠螺母之间设置有推力轴承,外筒与内筒之间设置有滚子轴承。本发明可有效消耗地震、风振的能量,特别是在大震下,阻尼器耗能更加明显,阻尼器体积小巧,安装形式多样。
Description
技术领域
本发明属于结构减震领域,具体涉及一种电磁涡流旋转阻尼器。
背景技术
在现代建筑物、桥梁等的建造中,结构的抗震能力已经成为了设计者考虑的关键问题。随着技术的发展,阻尼器正发挥着重要的作用。近年来,电磁涡流技术也被运用于阻尼器中,其基本原理是:导体在磁场中做切割磁力线运动,导体中将产生感应电流,根据楞次定律,感应电流产生的效果总是抵抗产生感应电流的原因,这将阻碍导体在磁场中的运动,即产生电磁阻尼。采用滚珠丝杠螺母副原理设计的旋转阻尼器,在受到地震、风振等激励后,丝杠做轴向移动,同时螺母做旋转运动。
但是当受到的激励过大时,螺母的旋转速度将会急剧增大,从而难以控制,对阻尼器和主体结构会有致命的损害,造成难以想象的后果。利用电磁涡流技术,使螺母的旋转运动在磁场中进行,由于切割磁力线,将会产生电磁阻力,减缓螺母的旋转,使阻尼器的工作状态更加平稳、消耗能量的能力更加突出,本案由此产生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电磁涡流旋转阻尼器,以解决旋转阻尼器转动体在大激励下旋转速度太大,可能对主体结构和阻尼器造成损害的技术问题。
为实现上述目的,本发明具体提供的技术方案为:一种电磁涡流旋转阻尼器,包括外筒、内筒和丝杠,其中,内筒位于外筒内;所述丝杠外周面配合连接有丝杠螺母,丝杠螺母的外周面与内筒内壁固连,所述内筒外周面设置有线圈;所述外筒内壁固定设置有环形永磁体,该环形永磁体与所述线圈对应设置;所述外筒与丝杠螺母之间设置有推力轴承,外筒与内筒之间设置有滚子轴承。
进一步,所述丝杠与丝杠螺母配合形成滚珠通道,滚珠通道内设置有若干钢珠。
进一步,所述滚珠通道为内循环式或外循环式。
进一步,所述丝杠螺母包括直径大段和直径小段,丝杠螺母的直径大段与两推力轴承活动连接;丝杠螺母的直径小段固连于内筒内壁。
进一步,所述内筒外壁上设置有轴承定位螺母,该轴承定位螺母用于滚子轴承的轴向定位。
进一步,所述外筒内壁设置有挡肩,挡肩的一侧用于固定推力轴承,挡肩的另一侧用于固定滚子轴承;所述外筒靠近丝杠侧端口设置有轴承固定板,所述外筒的另一端口设置有带有凸台的凸台盖板,所述凸台与丝杠位于同一中心轴上。
本发明的优点是:
一、这种电磁涡流阻尼器的电磁阻尼力是可调的,因为内筒外壁缠绕的线圈圈数和环形磁体磁力的大小是可以调的,所以电磁阻尼系数可在一个很大的范围内设定,与结构的配合效果更加适宜,抗震效果明显增加。
二、通过电磁阻尼来增加阻尼器的阻尼力,避免了使用流体介质,对密封技术要求不高,从而减小了加工制造难度,增加了阻尼器的应用范围。
三、该电磁涡流阻尼器既可通过连接装置独立安装于结构中,也可以安装在调谐质量阻尼器(TMD)中,可以实现与结构更好的配合,这不仅增加了阻尼器的灵活性,也可以增加TMD的抗震耗能能力。
四、该电磁涡流阻尼器为速度相关型阻尼器,其为结构只提供附加阻尼,而不会对结构提供附加刚度,这可以有效解决阻尼器刚度与结构刚度不匹配的问题。
五、该电磁涡流阻尼器体积小巧,安装位置灵活,安装形式多样。
附图说明
图1为本发明结构示意图;图2为丝杠和丝杠螺母配合连接示意图;图3为用于产生电磁阻尼部分的结构示意图。
具体实施方式
接下来结合附图对本发明作进一步详细的描述
如图1-3所示,本发明揭示的是一种电磁涡流旋转阻尼器,包括外筒1、内筒2和丝杠3,其中,内筒2位于外筒1内;所述丝杠2外周面配合连接有丝杠螺母4,丝杠螺母4的外周面与内筒2内壁固连,所述内筒2外周面设置有线圈5;所述外筒1内壁固定设置有环形永磁体6,该环形永磁体6与所述线圈5对应设置;
所述外筒1与丝杠螺母4之间设置有推力轴承7,外筒2与内筒3之间设置有滚子轴承8;所述内筒2外壁上设置有轴承定位螺母9,该轴承定位螺母9用于滚子轴承8的轴向定位。
所述丝杠螺母4包括直径大段41和直径小段42,丝杠螺母4的直径大段41与两推力轴承7活动连接;丝杠螺母4的直径小段42固连于内筒2内壁。直径小段42套置内筒2(保证内筒2与丝杠3同轴),直径大段41两端各安装一个推力轴承7(推力轴承7的紧环安装,并且需要保证推力轴承紧环与螺母没有相对运动)。在内筒2上安装一个滚子轴承8,用轴承定位螺母进行固定,并且保证内筒与滚子轴承内圈没有相对运动。
所述外筒1内壁设置有挡肩10,挡肩10的一侧用于固定推力轴承7,挡肩10的另一侧用于固定滚子轴承8;所述外筒1靠近丝杠3侧端口设置有轴承固定板11,所述外筒1的另一端口设置有带有凸台12的凸台盖板13,所述凸台12与丝杠3位于同一中心轴上。
结合图2所示,所述丝杠3与丝杠螺母4配合形成滚珠通道34,滚珠通道34内设置有若干钢珠;所述滚珠通道34为内循环式或外循环式;丝杠3的轴向运动通过滚珠的传递转变为丝杠螺母4的旋转运动,但是必须限制丝杠3的旋转运动和丝杠螺母4的轴向运动。
结合图3所示丝杠螺母4带动内筒2一起做旋转运动,通过在外筒1内壁放置环形永磁体6,在内筒2外壁缠绕线圈5,使得内筒2和线圈5的旋转运动变为在磁场中的切割磁力线运动,从而产生电磁阻力。通过增大永磁体的磁力、增加线圈缠绕圈数等都可以增大电磁阻尼力,从而增加阻尼器的耗能能力。
Claims (6)
1.一种电磁涡流旋转阻尼器,其特征在于:包括外筒、内筒和丝杠,其中,内筒位于外筒内;所述丝杠外周面配合连接有丝杠螺母,丝杠螺母的外周面与内筒内壁固连,所述内筒外周面设置有线圈;所述外筒内壁固定设置有环形永磁体,该环形永磁体与所述线圈对应设置;所述外筒与丝杠螺母之间设置有推力轴承,外筒与内筒之间设置有滚子轴承。
2.根据权利要求1所述的一种电磁涡流旋转阻尼器,其特征在于:所述丝杠与丝杠螺母配合形成滚珠通道,滚珠通道内设置有若干钢珠。
3.根据权利要求2所述的一种电磁涡流旋转阻尼器,其特征在于:所述滚珠通道为内循环式或外循环式。
4.根据权利要求1所述的一种电磁涡流旋转阻尼器,其特征在于:所述丝杠螺母包括直径大段和直径小段,丝杠螺母的直径大段与两推力轴承活动连接;丝杠螺母的直径小段固连于内筒内壁。
5.根据权利要求1所述的一种电磁涡流旋转阻尼器,其特征在于:所述内筒外壁上设置有轴承定位螺母,该轴承定位螺母用于滚子轴承的轴向定位。
6.根据权利要求1所述的一种电磁涡流旋转阻尼器,其特征在于:所述外筒内壁设置有挡肩,挡肩的一侧用于固定推力轴承,挡肩的另一侧用于固定滚子轴承;所述外筒靠近丝杠侧端口设置有轴承固定板,所述外筒的另一端口设置有带有凸台的凸台盖板,所述凸台与丝杠位于同一中心轴上。
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