一种初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器制造技术

本发明专利技术涉及一种初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器，其特征在于，导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、一只钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中所述的预压钢丝绳以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔内，且每一根预压钢丝绳的一头绕所述的导向套的轴线对称固定在浮动反压钢板上，另一头穿绕过相对的一个钢丝绳变向元件后折回，然后并列为绳束，从浮动反压钢板上导向套轴线经过的点穿过浮动反压钢板，由钢丝绳自锁张紧锚具固定在第二端盖上；将预压钢丝绳张紧至预设初始刚度所需张力，使圆柱形螺旋压缩弹簧始终夹持在驱动构件与浮动反压钢板之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种建筑防振动(或震动)装置，具体涉及包含螺旋压缩弹簧的阻尼装置。
技术介绍
阻尼器是以提供运动的阻力的方式耗减运动能量的装置。从二十世纪七十年代后，阻尼器从航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业逐步转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。螺旋弹簧由于具有载荷与变形呈线性关系的变刚度特性，因此被广泛用于隔震、减震等装置中。螺旋弹簧按使用方法分类，主要有拉簧、压簧，其中圆柱形螺旋压缩弹簧在阻尼器中的应用最普遍。但是，一只具体的圆柱形螺旋压缩弹簧，在有效的工作范围内只能工作在压缩状态。因此，现有用于抗风和抗地震的阻尼器至少要使用两只圆柱形螺旋压缩弹簧，或者与其它类型的阻尼器(如粘弹性阻尼器)复合。但是，这种使用多只圆柱形螺旋压缩弹簧或者与其它类型的阻尼器复合的方法会产生很多负面的问题，如：1、阻尼器的拉伸与压缩的阻尼特性不对称，影响隔震、减震效果；2、体积大，在狭小空间无法安装；3、结构复杂，生产困难，成本高；等等。授权公告号为CN204081122U的技术专利申请公开了一种建筑用抗风减震弹簧阻尼器，该阻尼器将导向套内的两只弹性体(即两只圆柱形螺旋弹簧)分别连在中心轴上的中间限制组件上，当阻尼器受拉或受压时，其中一个弹性体受拉，另一弹性体受压，从而实现抗风减震。但是，该技术专利明显存在下述缺点：1、需要两只圆柱形螺旋弹簧，整个阻尼器的长度较长，不适合在距离较小的空间安装；2、在工艺上无法甚至不可能保证两只弹簧的刚度(包括拉伸刚度和压缩刚度)相等，因此风向不同减震效果即不同；3、无法改变阻尼器的刚度，达到预设抗风级别，降低减震成本的目的；4、一只圆柱形螺旋弹簧同时在拉伸与压缩两种状态下工作，现有弹簧的金属材料和生产工艺很难满足要求，只能通过缩小圆柱形螺旋弹簧的弹性变形范围来实现拉伸与压缩两种工作状态，这显然会造成资源浪费。此外，在抗震工程中，阻尼器的初始刚度对于抗风载、抗低于设计地震烈度的地震和降低工程造价来说也是十分重要的。公开号为CN102409777A的专利申请公开的“一种结构三维隔震和抗倾覆装置”，该装置包括设在叠层橡胶隔震支座下部的由圆柱形螺旋压缩弹簧构成的弹簧隔震支座，该支座主要虽然为一种三维隔震和抗倾覆装置，但是由于地震竖向波为双向的，因此该装置无法隔离瞬间地表向下移动的负向波。此外，该装置还存在无法改变阻尼器的刚度，达到预设抗震烈度，降低减震成本的目的。公开号为CN101457553A的专利技术专利申请公开了一种“弹簧刚度可调式调谐质量减振器”，该减振器是一种复合阻尼器，通过改变质量块的厚度改变其特征频率，通过改变粘滞阻尼器的工作介质的流量改变其阻尼比，通过改变弹簧的有效工作长度改变其刚度，其中改变弹簧的有效工作长度的手段有三种，一是采用固化材料将弹簧位于固化筒内的一段固化，二是往螺旋弹簧的中心内塞入约束块，并二者过盈配合，使与约束块接触的一段弹簧失效，三是在约束块表面设置螺旋状凸起，将螺旋状凸起卡在弹簧丝之间，使弹簧丝之间卡有螺旋状凸起的一段弹簧失效。由此可见，该专利申请方案中的弹簧虽然可改变刚度，但所述的弹簧不仅有效工作长度明显缩短，而且只能压缩耗能减振，不能拉伸耗能减振。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器不仅保持了圆柱形螺旋压缩弹簧的有效工作长度，而且既可压缩耗能减振，又可拉伸耗能减振。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括导向套，该导向套的一头设有第一端盖，另一头设有第二端盖，内部同轴设有圆柱形螺旋压缩弹簧；一驱动构件由第一端盖中心伸进导向套内并作用在所述的圆柱形螺旋压缩弹簧上；其特征在于，所述的导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、一只钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中，所述的浮动反压钢板设在圆柱形螺旋压缩弹簧与第二端盖之间；所述的钢丝绳变向元件绕所述的导向套的轴线对称固定在所述的驱动构件上；所述的钢丝绳自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：A)所述的第一自定心锁紧夹具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3～5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3～5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外侧，且第二锥形夹爪小头与第一锥形夹爪小头的指向一致；所述的平面轴承位于所述张紧螺套与锥套之间，所述的防扭压缩弹簧设在张紧螺套的内孔中；当预压钢丝绳由第一锥形夹爪的爪片之间经防扭压缩弹簧与平面轴承的中心孔以及第二锥形夹爪的爪片之间穿出后，在预压钢丝绳张力作用下，所述防扭压缩弹簧的一头作用在第一锥形夹爪上，另一头作用在锥套上；所述的预压钢丝绳以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔内，且每一根预压钢丝绳的一头绕所述的导向套的轴线对称固定在浮动反压钢板上，另一头穿绕过相对的一个钢丝绳变向元件后折回，然后所有的预压钢丝绳并列为绳束，从浮动反压钢板上导向套轴线经过的点穿过浮动反压钢板，由钢丝绳自锁张紧锚具固定在第二端盖上；所述的浮动反压钢板上，在所述绳束穿过的位置设有穿过所述绳束的通孔，该通孔的孔径大于所述绳束的直径；将预压钢丝绳张紧至设置初始刚度所需张力，使所述的圆柱形螺旋压缩弹簧始终夹持在驱动构件与浮动反压钢板之间。上述阻尼器的工作原理如下：当动载荷沿导向套的轴线相对作用时，所述的驱动构件向下压缩圆柱形螺旋压缩弹簧；当动载荷沿导向套的轴线相背作用时，预压钢丝绳通过钢丝绳变向元件反向吊起浮动反压钢板压缩圆柱形螺旋压缩弹簧。由此可见，轴向动载荷无论相对还是相背作用在阻尼器上，都能压缩圆柱形螺旋压缩弹簧，使其发生弹性变形而耗能。由上述工作原理可见，工作过程中所述的预压钢丝绳与所述浮动反压钢板上的通孔的孔壁不能产生摩擦，否则就会干扰浮动反压钢板的上下移动，因此所述通孔直径比所述预压钢丝绳并列组成的绳束的直径大多少，应以不干扰和影响浮动反压钢板的上下移动为宜。上述方案中，所述的钢丝绳变向元件为常见的定滑轮或类似变向功能的吊环形构件，如吊环螺钉、U形构件等。本专利技术所述的初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器，其中所述的预压钢丝绳固定在浮动反压钢板上的一头可采用焊接固定，也可采用类似吊环螺钉系接固定。本专利技术所述的阻尼器，可广泛用于各种一维的领域，如，机械设备内部振动的隔离、设备基础隔震、建筑结构的指抗震加固、大型建筑的抗震等。本专利技术的初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器较现有技术具有以下有益效果：(1)沿轴线施加外力，无论该外力为压力还是拉力，所述的圆柱形螺旋压缩弹簧均能产生弹性压缩变形而耗能；(2)当动载荷大于阻尼器预设初本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括导向套，该导向套的一头设有第一端盖，另一头设有第二端盖，内部同轴设有圆柱形螺旋压缩弹簧；一驱动构件由第一端盖中心伸进导向套内并作用在所述的圆柱形螺旋压缩弹簧上；其特征在于，所述的导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、一只钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中，所述的浮动反压钢板设在圆柱形螺旋压缩弹簧与第二端盖之间；所述的钢丝绳变向元件绕所述的导向套的轴线对称固定在所述的驱动构件上；所述的钢丝绳自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：A)所述的第一自定心锁紧夹具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3～5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3～5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外侧，且第二锥形夹爪小头与第一锥形夹爪小头的指向一致；所述的平面轴承位于所述张紧螺套与锥套之间，所述的防扭压缩弹簧设在张紧螺套的内孔中；当预压钢丝绳由第一锥形夹爪的爪片之间经防扭压缩弹簧与平面轴承的中心孔以及第二锥形夹爪的爪片之间穿出后，在预压钢丝绳张力作用下，所述防扭压缩弹簧的一头作用在第一锥形夹爪上，另一头作用在锥套上；所述的预压钢丝绳以折线状态分布在圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔内，且每一根预压钢丝绳的一头绕所述的导向套的轴线对称固定在浮动反压钢板上，另一头穿绕过相对的一个钢丝绳变向元件后折回，然后所有的预压钢丝绳并列为绳束，从浮动反压钢板上导向套轴线经过的点穿过浮动反压钢板，由钢丝绳自锁张紧锚具固定在第二端盖上；所述的浮动反压钢板上，在所述绳束穿过的位置设有穿过所述绳束的通孔，该通孔的孔径大于所述绳束的直径；将预压钢丝绳张紧至设置初始刚度所需张力，使所述的圆柱形螺旋压缩弹簧始终夹持在驱动构件与浮动反压钢板之间。...

【技术特征摘要】
1.一种初始刚度可调的反压式螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括导向套，该导向套的一头设有第一端盖，另一头设有第二端盖，内部同轴设有圆柱形螺旋压缩弹簧；一驱动构件由第一端盖中心伸进导向套内并作用在所述的圆柱形螺旋压缩弹簧上；其特征在于，所述的导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、一只钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中，所述的浮动反压钢板设在圆柱形螺旋压缩弹簧与第二端盖之间；所述的钢丝绳变向元件绕所述的导向套的轴线对称固定在所述的驱动构件上；所述的钢丝绳自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：A)所述的第一自定心锁紧夹具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3～5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3～5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢韩涛，刘汶津，韩磊，张少华，
申请(专利权)人：南京大德减震科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32