摩擦阻尼式支承垫制造技术

本发明专利技术公开了一种摩擦阻尼式支承垫，主要设置有至少一个核心柱、两支撑板及多个第一材料层及第二材料层，其中各核心柱设有多个滑动片，各滑动片以上、下堆叠方式进行排列，两支撑板分别设置于该至少一个核心柱的两端，两材料层相互交错设置于两支撑板之间并包围套设各核心柱，由此通过各核心柱的滑动片相对滑动及摩擦，以及各第一、二材料层的变形来达到吸震的效果，且使用非铅制的滑动片可避免因反复的弯曲变形时所产生高热对于核心柱产生功能受损甚至熔化，而对于环境污染造成重大影响，以提供一种结构稳定性及吸震效果佳的支承垫。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种支承垫，尤其涉及一种设置于建筑物或桥梁等大型物体上或仪器设备上用以吸收地震及环境震动的能量，并能防止温度上升及具有自动调整阻尼及刚度功能的摩擦阻尼式支承垫。
技术介绍
现有的建筑物、桥梁或机器等大型物体上，大都会设置有具吸震及隔震效果的支承垫，来吸收地震时所产生的能量与震动，如美国第5,655,756号专利(以下简称为参考文献)即揭示一种现有的支承垫结构，该参考文献的支承垫(LeadRubberBearing，LRB，铅心橡胶支承垫)主要包含有一核心柱，于该核心柱的两端分别设置有一支撑板，而两支撑板分别固设于地面及一大型物体上，并于两支撑板间设置有多个间隔交错设置的金属层及橡胶层，当地震发生时，可通过交错设置的橡胶层、金属层及核心柱的变形来达到吸震的效果，进而降低地震所产生的伤害。然而，现有如参考文献的支承垫，其核心柱是以铅所制成，该铅制的核心柱虽具弯曲变形的效果，以吸收地震的能量，但因铅为有毒的重金属且其熔点约327℃，不仅会对于环境污染造成重大影响，且铅制的核心柱在地震中经反复的弯曲变形时容易产生高热，又因铅的比热低，故现有支承垫在吸震过程中所产生的热很容易使核心柱超过300℃。如此容易导致核心柱及橡胶层的功能受损甚至熔化，造成支承垫功能受损，吸能效益降低，甚至造成支承垫的破坏，进而破坏现有支承垫的结构而影响其支撑强度。又纵然现有支承垫的温度并未达到铅的熔点，也会因高温造成支承垫的材料(包括铅及橡胶材料)软化，使现有支承垫的强度大幅降低，同时降低了支承垫的支撑能力及吸震效果。有鉴于上述现有支承垫所存在的问题与不足，现有铅制的支承垫已逐渐被禁止使用或者放弃使用，故世界各国极力思考其他吸震的材料或吸能机制，由此解决吸能需求及环保等问题，其中一个个方法是拿掉铅制的核心柱，但其结果是所产生的阻尼效果不足，会造成现有支承垫太大的位移量，如果与油压阻尼器等其他阻尼器结合使用时，其所需的费用昂贵，其不仅不符合经济效益，而且需要较大的空间以同时容纳阻尼器及支承垫，相对会造成使用上的困扰，还有加以改进的地方。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术人基于现有支承垫结构及使用上的缺陷及不足，经过不断的研究与试验，终于研究出一种可改进现有缺陷的本专利技术。本专利技术的主要目的在于提供一种摩擦阻尼式支承垫，其中各核心柱设有多个滑动片，各滑动片以上、下堆叠方式进行排列，由此通过各核心柱的滑动片相对滑动及摩擦，以及各第一、二材料层的变形来达到吸震的效果，且非铅制的滑动片可避免因反复的弯曲变形时所产生高热及高温对于核心柱产生功能受损甚至熔化，而对于环境污染造成重大影响，以提供一种结构稳定性及三向度吸震效果佳的支承垫。另外，利用上、下堆叠滑动片的垂直刚度以及第一、二材料层的垂直刚度的比值进行垂直载重的分配，进而调整滑动片摩擦力及阻尼的大小。进一步，也可利用具有不同摩擦系数的滑动片，形成各滑动片可在不同摩擦力及不同时间点的情况下进行相对滑动，以达到摩擦阻尼式支承垫可自动调整阻尼及刚度的功能。更进一步，将各滑动片局限于上、下两相邻的第二材料层之间，由此减少核心柱与第一、二材料层在垂直方向变形的差异性，使得各滑动片在水平方向的滑动更为顺利，另外，通过该核心柱的高度略低于第一、二材料层总高度的方式，由此调适由于支承垫水平位移时核心柱与第一、二材料层造成垂直方向的高度差，使得滑动片在水平方向的滑动更加顺利。并且利用支承垫材料的力学特性加以并联及串联，使得支承垫由小水平力(小位移)到大水平力(大位移)的刚度变化可以非常平顺，不会因激烈的变化而造成可能的高频率震荡。另外，支承垫从小水平力(小位移)至大水平力(大位移)的阻尼比降低量也比较和缓，使支承垫的材料有较佳的组合与应用。另外，利用具有多个滑动片的核心柱的物理及力学特性与其他种类的核心柱(例如参考文献中的LRB以铅材料或以高阻尼材料所做成的核心柱)并联或串联，可以掌控其他种类的核心柱变形的位置及时间点，使得支承垫由小水平力(小位移)到大水平力(大位移)的刚度及频率变化可以自动控制，由此提升支承垫的隔震功能。同时，支承垫从小水平力(小位移)至大水平力(大位移)的阻尼比降低量也比较和缓，由此提升支承垫的吸能效益，使支承垫的材料有较佳的组合与应用。为达上述目的，本专利技术主要是提供一种摩擦阻尼式支承垫，其包含有：至少一个核心柱，该至少一个核心柱设有多个滑动片，其中各滑动片以上、下堆叠方式进行排列；两分别设置于该至少一个核心柱两端的支撑板；以及多个相互交错设置于两支撑板之间并包围套设该至少一个核心柱的第一材料层与第二材料层，使各材料层与该至少一个核心柱的各滑动片呈交错配置。进一步，所述的摩擦阻尼式支承垫于各核心柱及两材料层之间分别设有一包覆于各滑动片外部的束制单元。再进一步，所述的摩擦阻尼式支承垫于各核心柱的各滑动片内设有至少一个冷却单元，各冷却单元设有一密封管及一冷却剂，该密封管为一中框管体且贯穿相对应核心柱的各滑动片，该冷却剂填注于该密封管内。优选地，所述的摩擦阻尼式支承垫于各核心柱于束制单元的外部设有至少一个冷却单元，各冷却单元有一密封管及一冷却剂，该密封管套设于该束制单元的外部，而该冷却剂位于该密封管及该束制单元之间。优选地，所述的摩擦阻尼式支承垫于各核心柱设有至少一个可变形的刚度调整柱，该至少一个刚度调整柱与该核心柱的滑动片相叠合，由此调整该核心柱的载重量，进而调整滑动片摩擦力及阻尼的大小，以及调适由于支承垫水平位移时，该核心柱与第一、二材料层造成垂直方向的高度差，使各滑动片在水平方向的滑动更加顺利。优选地，所述的摩擦阻尼式支承垫于各核心柱两端分别设置有一用以封闭核心柱端部开口的端盖，并于两支撑板上设置有对应容置各核心柱端部的端盖的容置孔。优选地，所述的摩擦阻尼式支承垫的两支撑板分别直接封闭各核心柱两端的开口。优选地，所述的摩擦阻尼式支承垫利用上、下堆叠滑动片的垂直刚度以及第一、二材料层的垂直刚度的比值进行垂直载重的分配，进而调整滑动片摩擦力及阻尼的大小，以及调适由于支承垫水平位移时核心柱与第一、二材料层造成垂直方向的高度差，使得滑动片在水平方向的滑动更加顺利。优选地，所述的摩擦阻尼式支承垫通过该核心柱的高度略低于第一、二材料层总高度的方式，由此调适由于支承垫水平位移时核心柱与第一、二材料层造成垂直方向的高度差，使得滑动片在水平方向的滑动更加顺利，以及具有自动调整阻尼及刚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦阻尼式支承垫，其特征在于，包括：至少一个核心柱，该至少一个核心柱设有多个滑动片，其中各滑动片以上、下堆叠方式进行排列；两分别设置于该至少一个核心柱两端的支撑板；以及多个相互交错设置于两支撑板之间并包围套设该至少一个核心柱的第一材料层与第二材料层，使各材料层与该至少一个核心柱的各滑动片呈交错配置。

【技术特征摘要】
2014.12.16 TW 1031438611.一种摩擦阻尼式支承垫，其特征在于，包括：
至少一个核心柱，该至少一个核心柱设有多个滑动片，其中各滑动片以上、
下堆叠方式进行排列；
两分别设置于该至少一个核心柱两端的支撑板；以及
多个相互交错设置于两支撑板之间并包围套设该至少一个核心柱的第一材料
层与第二材料层，使各材料层与该至少一个核心柱的各滑动片呈交错配置。
2.根据权利要求1所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该核心柱的数量为
一个。
3.根据权利要求1所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该核心柱的数量为
多个，且其中至少一个核心柱设有多个滑动片，各滑动片以上、下堆叠方式进行
排列。
4.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：在至少一
个核心柱的各滑动片内设有至少一个冷却单元，各冷却单元设有一密封管及一冷
却剂，该密封管为一中框管体且贯穿相对应核心柱的至少一个滑动片，该冷却剂
填注于该密封管内。
5.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该至少一
个核心柱的外部包覆有至少一个束制单元，于该至少一个束制单元的外部设有至
少一个冷却单元，各冷却单元有一密封管及一冷却剂，该密封管套设于该束制单
元的外部，而该冷却剂位于该密封管及该束制单元之间。
6.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该至少一
个核心柱的至少两相邻的滑动片具有不同的厚度。
7.根据权利要求4所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：至少一个核心柱设
有可变形的至少一个刚度调整柱，该至少一个刚度调整柱与该至少一个核心柱的
滑动片相叠合，以调整该至少一个核心柱的载重量。
8.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：至少一个
核心柱的至少一端设置有一个用以封闭该至少一个核心柱的该至少一端的端部开
口的端盖，并于其中一个相对应的支撑板上设置有对应容置该至少一个核心柱的
该至少一端的端部的端盖的容置孔。
9.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：至少一个
核心柱的至少两相邻的滑动片具有不同的外径。
10.根据权利要求4所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：至少一个核心柱
的至少两相邻的滑动片具有不同的外径，使该至少两相邻的滑动片与两材料层间
具有一环形间隙。
11.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：在至少一
个核心柱内设有至少一个冷却单元。
12.根据权利要求11所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：各冷却单元设有
一密封管及一冷却剂，该密封管为一中框管体且贯穿相对应核心柱的至少一个滑
动片，该冷却剂填注于该密封管内。
13.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：在至少一
个核心柱及两材料层之间设有一包覆于至少一个滑动片外部的束制单元。
14.根据权利要求13所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：在该至少一个核
心柱的至少一个滑动片内设有至少一个冷却单元。
15.根据权利要求14所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：各冷却单元设有
一密封管及一冷却剂，该密封管为一中框管体且贯穿相对应核心柱的至少一个滑
动片，该冷却剂填注于该密封管内。
16.根据权利要求13所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该至少一个核心
柱于该束制单元的外部设有至少一个冷却单元。
17.根据权利要求16所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：各冷却单元有一
密封管及一冷却剂，该密封管套设于该束制单元的外部，而该冷却剂位于该密封
管及该束制单元之间。
18.根据权利要求13所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该至少一个核心
柱设有至少一个可变形的刚度调整柱，该至少一个刚度调整柱与该至少一个核心
柱的滑动片相叠合，以调整该至少一个核心柱的载重量。
19.根据权利要求14所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该至少一个核心

\t柱设有至少一个可变形的刚度调整柱，该至少一个刚度调整柱与该至少一个核心
柱的滑动片相叠合，以调整该至少一个核心柱的载重量。
20.根据权利要求16所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：该至少一个核心
柱设有至少一个可变形的刚度调整柱，该至少一个刚度调整柱与该至少一个核心
柱的滑动片相叠合，以调整该至少一个核心柱的载重量。
21.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：至少一个
核心柱设有可变形的至少一个刚度调整柱，该至少一个刚度调整柱与该至少一个
核心柱的滑动片相叠合，以调整该至少一个核心柱的载重量。
22.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：至少一个
滑动片的摩擦系数不一样，以调整滑动片在不同摩擦力下及不同时间点滑动，以
达到可自动调整阻尼及刚度的功能。
23.根据权利要求1所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：各滑动片利用堆
叠的垂直刚度分配垂直载重，以调整滑动片摩擦力及阻尼的大小。
24.根据权利要求1、2或3所述的摩擦阻尼式支承垫，其特征在于：至少一个
核心柱的高度略低于第一、二材料层的总高度，以调适由于支承垫水平位移时核<...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡崇兴，
申请(专利权)人：蔡崇兴，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71