CN106438807A - 杆式固体颗粒摩擦阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种杆式固体颗粒摩擦阻尼器。它包括缸体和活塞杆，所述缸体两端设有端盖，所述活塞杆两端从端盖伸出，所述活塞杆中部固定有活塞体，活塞***于缸体中将其分成第一腔室和第二腔室，活塞体上设有多个连通第一腔室与第二腔室的阻尼孔，在缸体的第一腔室和第二腔室内填充有若干球状的固体颗粒，所述活塞体在缸体内运动时，固体颗粒能够通过阻尼孔在第一腔室和第二腔室内相互流动。本发明采用固体颗粒作为阻尼介质，固体颗粒具有耐高、低温环境的特点，且不需要外加能源，特别是不存在“漏油”问题和老化问题，使用寿命长，安装及维护方便。

Description

杆式固体颗粒摩擦阻尼器
技术领域
本发明属于机械结构抗震技术领域，具体涉及一种杆式固体颗粒摩擦阻尼器。
背景技术
我们生活的世界是一个“振动”的世界。振动无处不在，无时不在，只不过表现形式不同，强弱有大小。在建筑业，建筑结构容易受到地震、风振或环境因数的激励而产生振动。这些振动使房屋建筑或桥梁结构产生较大的响应，结构构件发生破坏或者疲劳而危及结构安全，人们生活的舒适度降低甚至生命受到严重威胁。长期以来，随着科学的进步和发展，广大科技工作者发明和创造了多项结构减震控制的技术和产品。
1)油压阻尼器：是杆式阻尼器的一种，它是液体油通过阻尼孔在两个缸内的流动提供阻尼力。
2)粘性剪切型阻尼器(VSD)：是近几年出现的一种新型减振装置，其特点是利用阻尼器中切片运动使粘性体产生剪切变形从而将振动能量传递给粘性体再转变成热能耗散。粘性剪切型阻尼器针对油压阻尼器而言，对0.5mm级的微小振动比较敏感。
上述油压阻尼器安装精度要求较严，作为阻尼介质的硅油温度效应明显，由于频繁动作，容易发生漏油和渗油现象，因此维修费用相对较高。并且油压阻尼器对小振幅振动不敏感。而粘性剪切型阻尼器在使用过程中其阻尼力易受温度变化的影响，且工作溶液容易渗漏。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种结构简单、安装维护方便的杆式固体颗粒摩擦阻尼器。
本发明采用的技术方案是：一种杆式固体颗粒摩擦阻尼器，包括缸体和活塞杆，所述缸体两端设有端盖，所述活塞杆两端从端盖伸出，所述活塞杆中部固定有活塞体，活塞***于缸体中将其分成第一腔室和第二腔室，活塞体上设有多个连通第一腔室与第二腔室的阻尼孔，在缸体的第一腔室和第二腔室内填充有若干球状的固体颗粒，所述活塞体在缸体内运动时，固体颗粒能够通过阻尼孔在第一腔室和第二腔室内相互流动。
进一步地，所述阻尼孔包括正阻尼孔和反阻尼孔，所述正阻尼孔和反阻尼孔均为一端直径大、另一端直径小的锥形孔，所述正阻尼孔直径大的一端与反阻尼孔直径小的一端对应布置。
进一步地，所述多个阻尼孔沿活塞体圆周均匀间隔布置。
进一步地，所述固体颗粒为具有较大刚度的金属球。
更进一步地，还包括一端开口的连接筒，所述连接筒开口的一端与缸体一端固定连接，连接筒与缸体同轴设置，活塞杆伸出缸体端盖外的一端伸入到连接筒内部，所述连接筒另一端外侧设有第一连接头；所述活塞杆伸入到连接筒内部的一端设有活塞杆帽，活塞杆帽侧壁贴合连接筒内壁，所述活塞杆另一端设有第二连接头。
本发明采用固体颗粒作为阻尼介质，固体颗粒在缸体的两个腔室内相互流动过程中，固体颗粒之间相互摩擦、固体颗粒与阻尼孔壁之间、固体颗粒与缸体壁之间也产生摩擦，从而提供阻尼力、消耗能量，结构简单，固体颗粒具有耐高、低温环境的特点，且不需要外加能源，特别是不存在“漏油”问题和老化问题，使用寿命长，安装及维护方便。
附图说明
图1为本发明的剖面示意图。
图2为本发明的局部放大示意图。
图3为本发明活塞杆与活塞体配合的端面示意图。
图中：1-缸体；2-活塞杆；3-端盖；4-活塞体；5-第一腔室；6-第二腔室；7-阻尼孔；7.1-正阻尼孔；7.2-反阻尼孔；8-固体颗粒；9-连接筒；10-活塞杆帽；11-第一连接头；12-第二连接头。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明，便于清楚地了解本发明，但它们不对本发明构成限定。
如图1-3所示，本发明包括缸体1和活塞杆2，所述缸体1两端设有端盖3，所述活塞杆2两端从端盖3伸出，所述活塞杆2中部固定有活塞体4，缸体1为筒状结构，活塞体4侧壁贴合缸体1内壁，活塞体4位于缸体1中将其分成第一腔室5和第二腔室6，活塞体4上设有多个连通第一腔室5与第二腔室6的阻尼孔7，在缸体1的第一腔室5和第二腔室6内填充有若干球状的固体颗粒8，所述活塞体4在缸体1内运动时，固体颗粒8能够通过阻尼孔7在第一腔室5和第二腔室6内相互流动。
上述方案中，多个阻尼孔7沿活塞体4圆周均匀间隔布置。阻尼孔7包括正阻尼孔7.1和反阻尼孔7.2，所述正阻尼孔7.1和反阻尼孔7.2均为一端直径大、另一端直径小的锥形孔，所述正阻尼孔7.1直径大的一端与反阻尼孔7.2直径小的一端对应布置。即当正阻尼孔7.1直径大的一端与第一腔室5连通、直径小的一端与第二腔室6连通时，则反阻尼孔7.2直径小的一端与第一腔室5连通、直径大的一端与第二腔室6连通。正阻尼孔7.1和反阻尼孔7.2的设计方便固体颗粒8在第一腔室5和第二腔室6内相互流动，从而提供阻尼力、消耗能量。
上述方案中，固体颗粒8为具有较大刚度的金属球，也可以是刚度较大的其他材料制成的球状颗粒，固体颗粒8具有较大刚度，能够避免在摩擦耗能的过程中碎裂。
上述方案中，还包括一端开口的连接筒9，所述连接筒9开口的一端与缸体1一端固定连接，活塞杆2伸出缸体1端盖外的一端伸入到连接筒9内部，所述连接筒9另一端外侧设有第一连接头11。活塞杆2伸入到连接筒9内部的一端设有活塞杆帽10，活塞杆帽10侧壁贴合连接筒9内壁，所述活塞杆2另一端设有第二连接头12。通过设置连接筒9为活塞杆的提供运动空间，第一连接头11和第二连接头12分别与结构或构件固定连接，活塞体2在缸体1内运动时，设有活塞杆帽的活塞杆的一端在连接筒内运动。
本发明摩擦阻尼器的其他参数，如空隙比(缸体内固体颗粒所占体积与剩余间隙体积之比)、固体颗粒直径、阻尼孔直径等均不是固定不变的，可以根据实际产品需要，由试验确定。
本发明的工作原理为：当摩擦阻尼器安装到结构或构件上后，结构或构件产生振动时，活塞体4即在缸体1内运动，固体颗粒8通过活塞体上的阻尼孔7在第一腔室5与第二腔室6内相互流动，此时固体颗粒之间相互摩擦、固体颗粒与阻尼孔壁之间、固体颗粒与缸体壁之间也产生摩擦，从而提供阻尼力、消耗能量。
本发明组成杆式金属球摩擦阻尼器的所有零部件均在工厂内加工和制造。安装时，先拧上缸体1一端的端盖，暂时堵上端盖孔，向缸体倒入一定量的固体颗粒8，将活塞体4固定在活塞杆2上，活塞杆2***缸体1内，活塞杆2的一端穿过端盖的中心圆孔，套上活塞杆帽10，然后安装连接筒9，活塞杆帽10起支撑活塞杆的作用，在连接筒9内运动。再向缸体1内倒入一定量的固体颗粒，封上缸体1另一端的端盖。最后安装第一连接头11和第二连接头12。这样杆式金属球摩擦阻尼器在工厂内安装完毕，它只有两个节点，运到现场后，通过第一连接头和第二连接头固定在结构或构件上即可。
本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种杆式固体颗粒摩擦阻尼器，其特征在于：包括缸体(1)和活塞杆(2)，所述缸体(1)两端设有端盖(3)，所述活塞杆(2)两端从端盖伸出，所述活塞杆(2)中部固定有活塞体(4)，活塞体(4)位于缸体(1)中将其分成第一腔室(5)和第二腔室(6)，活塞体(4)上设有多个连通第一腔室(5)与第二腔室(6)的阻尼孔(7)，在缸体的第一腔室(5)和第二腔室(6)内填充有若干球状的固体颗粒(8)，所述活塞体(4)在缸体(1)内运动时，固体颗粒(8)能够通过阻尼孔(7)在第一腔室(5)和第二腔室(6)内相互流动。
2.根据权利要求1所述的杆式固体颗粒摩擦阻尼器，其特征在于：所述阻尼孔(7)包括正阻尼孔(7.1)和反阻尼孔(7.2)，所述正阻尼孔(7.1)和反阻尼孔(7.2)均为一端直径大、另一端直径小的锥形孔，所述正阻尼孔(7.1)直径大的一端与反阻尼孔(7.2)直径小的一端对应布置。
3.根据权利要求1所述的杆式固体颗粒摩擦阻尼器，其特征在于：所述多个阻尼孔(7)沿活塞体圆周均匀间隔布置。
4.根据权利要求1所述的杆式固体颗粒摩擦阻尼器，其特征在于：所述固体颗粒(8)为具有较大刚度的金属球。
5.根据权利要求1所述的杆式固体颗粒摩擦阻尼器，其特征在于：还包括一端开口的连接筒(9)，所述连接筒(9)开口的一端与缸体(1)一端固定连接，连接筒与缸体同轴设置，活塞杆(2)伸出缸体端盖外的一端伸入到连接筒(9)内部，所述连接筒(9)另一端外侧设有第一连接头(11)；所述活塞杆(2)伸入到连接筒内部的一端设有活塞杆帽(10)，活塞杆帽(10)侧壁贴合连接筒(9)内壁，所述活塞杆(2)另一端设有第二连接头(12)。
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