自复位旋转惯容阻尼器制造技术

本发明专利技术属于阻尼装置领域，具体涉及一种自复位旋转惯容阻尼器，包括丝杠、丝杠螺母、连接件和复位装置；丝杠与丝杠螺母配合形成丝杠副；连接件为筒状，连接件与丝杠螺母同轴可转动连接，丝杠螺母相对于连接件的轴向位置固定；复位装置包括形状记忆合金构件，形状记忆合金构件设置在连接件内，丝杠与连接件之间通过形状记忆合金构件连接，形状记忆合金构件对丝杠产生持续的机械复位力，直至丝杠复位至初始位置；丝杠沿其轴线方向相对于连接件移动时带动丝杠螺母转动。本发明专利技术利用形状记忆合金和丝杠螺母组成自复位旋转惯容阻尼器，不但发挥了惯容质量的阻尼增效特性、提供负刚度，还可实现震后自复位功能，完美实现阻尼器耗能与自复位功能。

Self reset rotating inertia damper

【技术实现步骤摘要】
自复位旋转惯容阻尼器
本专利技术属于阻尼装置领域，具体涉及一种自复位旋转惯容阻尼器。
技术介绍
随着科学技术的发展及人们对生活品质要求的不断提高，土木工程中高层建筑越来越多，而自然界中强风、地震等外部激励的存在往往对土木工程结构造成大幅扰动，增加结构的损伤，影响结构的安全性和舒适性。消能减震技术是在结构中附加耗能/吸能减震装置以降低结构承受的地震作用，控制结构的地震响应，达到保护主体结构的目的。众多研究者对惯性质量阻尼器进行了大量的研究。中国专利文献号为CN208815720U，名称为“惯性质量阻尼器”的专利技术专利，公开了包括外筒、磁线圈装置、磁流变装置和传动装置，当第一固定部和第二固定部发生振动时，传动装置在力的作用下带动飞轮柱旋转，产生等效负刚度，并且飞轮柱的旋转也切割了磁线圈装置的线圈产生感应电流，磁流变装置在感应电流下产生阻尼力，使得外筒给予飞轮柱一个阻止飞轮柱旋转的力，增加了耗能，飞轮柱旋转产生的负刚度缓解了现有技术中阻尼器无法提供负刚度的问题。中国专利文献号为CN207176484U，名称为“一种电磁旋转惯性质量阻尼器”的专利技术专利，公开了主要有导向杆、滚珠螺杆、滚珠螺母、行星增速器、尾筒、发电机、蓄电池及尾杆等，其特征在于：导向杆通过滑杆与滚珠螺杆上的滚珠螺母连接，导向杆和滑杆平行于滚珠螺杆，滚珠螺杆通过行星增速器与发电机的输入轴连接，尾筒安装在惯性质量放大箱的后端面上，发电机安装在尾筒内，尾杆安装在尾筒后端，发电机输出端子分别与蓄电池和可变电阻连接，利用结构振动产生的机械能转化为电能，再通过发电机反电动势产生电阻尼力，实现能量收集和阻尼力可调的双重功能。现有的惯性质量阻尼器多为含磁线圈装置，通过反电动势产生电阻尼力，对于该类惯性质量阻尼器，虽然可以通过调节电阻尼力的大小使结构阻尼可调，实现结构减震减灾的目的，但主要存在以下缺点：1、复位能力不足，地震过后阻尼器累积的残余位移明显，使得上部结构的使用功能难以较快地恢复；2、惯性质量不能调整，无法提供更好的耗能；3、调节阻尼器的部件不易组装，虽然刚开始能够提供良好的阻尼，但随着时间的延长，一旦损坏更换麻烦。因此，如何提高结构的抗震性能和震后的可恢复性，是目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种自复位旋转惯容阻尼器，以缓解现有技术中存在的惯容质量阻尼器恢复(即复位)功能不足的问题。本专利技术能够同时实现地震耗能和震后自复位功能，以提高结构的抗震性能和震后结构的可复位能力。为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种自复位旋转惯容阻尼器，所述自复位旋转惯容阻尼器包括丝杠、丝杠螺母、连接件和复位装置；具体地，所述丝杠与所述丝杠螺母配合形成丝杠副；所述连接件为筒状，所述连接件与所述丝杠螺母同轴可转动连接，所述丝杠螺母相对于所述连接件的轴向位置固定；所述复位装置包括形状记忆合金构件，所述形状记忆合金构件设置在所述连接件内，所述丝杠与所述连接件之间通过所述形状记忆合金构件连接，所述形状记忆合金构件对所述丝杠产生持续的机械复位力，直至所述丝杠复位至初始位置；所述丝杠沿其轴线方向相对于所述连接件移动时带动所述丝杠螺母转动。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述形状记忆合金构件为SMA弹簧。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述丝杠的一端设置有可拆卸的丝杠凸起，所述丝杠凸起的外径大于所述丝杠的外径，所述丝杠通过所述丝杠凸起与所述SMA弹簧连接。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述复位装置还包括固定圆筒、上阻挡圆盘和下阻挡圆盘；具体地，所述固定圆筒与所述连接件固定连接，所述固定圆筒上的中心处设置有丝杠导向通孔，所述丝杠导向通孔的内径大于所述丝杠凸起的外径；所述固定圆筒上还设置有至少两个弹簧容纳通孔，所述弹簧容纳通孔以所述固定圆筒的轴线为圆心在预设半径的圆周向均匀分布；所述SMA弹簧设置在所述弹簧容纳通孔内；所述上阻挡圆盘上设置有第一通过孔，所述第一通过孔的内径大于所述丝杠的外径，且所述第一通过孔的内径小于所述丝杠凸起的外径；位于所述弹簧容纳通孔内的所述SMA弹簧的两端分别与所述上阻挡圆盘和所述下阻挡圆盘连接，使所述上阻挡圆盘和所述下阻挡圆盘紧贴所述固定圆筒的两端面上；所述丝杠凸起设置在所述丝杠导向通孔内，所述丝杠的一端穿过所述第一通过孔并与所述丝杠凸起连接；所述丝杠凸起的长度等于所述丝杠导向通孔的长度。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述连接件包括上连接件和下连接件，所述上连接件与所述丝杠螺母同轴连接，所述下连接件通过所述固定圆筒与所述上连接件连接；优选地，所述固定圆筒与所述上连接件螺纹连接，所述固定圆筒与所述下连接件螺纹连接。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述自复位旋转惯容阻尼器还包括配重环，所述配重环与所述丝杠螺母可拆卸同轴连接，以增加所述丝杠螺母的重量；优选地，所述配重环设置有多个，多个所述配重环的质量依次增大；优选地，所述配重环设置有多个，多个所述配重环之间可拆卸连接。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述自复位旋转惯容阻尼器还包括筒盖，所述筒盖盖设在所述丝杠螺母的一端，所述筒盖端面上设置有第二通过孔，所述第二通过孔的内径大于所述丝杠的外径，所述丝杠穿过所述第二通过孔后进入所述丝杠螺母内。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述丝杠与所述丝杠螺母之间通过轴承滚珠连接，所述丝杠与所述丝杠螺母、所述轴承滚珠形成滚珠丝杠副。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述上连接件的内壁和所述丝杠螺母的外壁之间设置有径向滚动轴承，所述上连接件与所述丝杠螺母通过所述径向滚动轴承转动连接。在如上所述的自复位旋转惯容阻尼器中，作为优选方案，所述丝杠螺母与所述连接件之间设置有密封垫片。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有如下有益效果：1、自复位装置中有SMA弹簧，既能完成自复位功能又能承担一部分能量的消耗；2、可通过调整丝杠螺母的质量来调整惯容质量的大小，实现惯容质量可调，发挥惯容质量的阻尼增效特性；3、阻尼装置结构简单、性能稳定，采用螺纹连接易于拆卸，震后内部构件损坏便于维修和更换，节约了时间成本和经济成本；4、利用形状记忆合金和惯容质量阻尼器组成自复位旋转惯容阻尼器，不但发挥了惯容质量的阻尼增效特性、提供负刚度，更重要的是实现震后自复位功能，可以完美实现阻尼器耗能与自复位能力；5、形状记忆合金也为阻尼器提供地震结束时的耗能，对SMA弹簧进行预拉伸充分利用材料的性能。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：图1为本专利技术实施例自复位旋转惯容阻尼器的结构示意图；图2为本专利技术实施例固定圆筒的装配示意图；图3为本专利技术实施例固定圆筒的俯视图；图4为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自复位旋转惯容阻尼器，其特征在于，所述自复位旋转惯容阻尼器包括丝杠、丝杠螺母、连接件和复位装置；/n所述丝杠与所述丝杠螺母配合形成丝杠副；/n所述连接件为筒状，所述连接件与所述丝杠螺母同轴可转动连接，所述丝杠螺母相对于所述连接件的轴向位置固定；/n所述复位装置包括形状记忆合金构件，所述形状记忆合金构件设置在所述连接件内，所述丝杠与所述连接件之间通过所述形状记忆合金构件连接，所述形状记忆合金构件对所述丝杠产生持续的机械复位力，直至所述丝杠复位至初始位置；/n所述丝杠沿其轴线方向相对于所述连接件移动时带动所述丝杠螺母转动。/n

【技术特征摘要】
1.一种自复位旋转惯容阻尼器，其特征在于，所述自复位旋转惯容阻尼器包括丝杠、丝杠螺母、连接件和复位装置；
所述丝杠与所述丝杠螺母配合形成丝杠副；
所述连接件为筒状，所述连接件与所述丝杠螺母同轴可转动连接，所述丝杠螺母相对于所述连接件的轴向位置固定；
所述复位装置包括形状记忆合金构件，所述形状记忆合金构件设置在所述连接件内，所述丝杠与所述连接件之间通过所述形状记忆合金构件连接，所述形状记忆合金构件对所述丝杠产生持续的机械复位力，直至所述丝杠复位至初始位置；
所述丝杠沿其轴线方向相对于所述连接件移动时带动所述丝杠螺母转动。


2.根据权利要求1所述的自复位旋转惯容阻尼器，其特征在于，所述形状记忆合金构件为SMA弹簧。


3.根据权利要求2所述的自复位旋转惯容阻尼器，其特征在于，所述丝杠的一端设置有可拆卸的丝杠凸起，所述丝杠凸起的外径大于所述丝杠的外径，所述丝杠通过所述丝杠凸起与所述SMA弹簧连接。


4.根据权利要求3所述的自复位旋转惯容阻尼器，其特征在于，所述复位装置还包括固定圆筒、上阻挡圆盘和下阻挡圆盘；
所述固定圆筒与所述连接件固定连接，所述固定圆筒上的中心处设置有丝杠导向通孔，所述丝杠导向通孔的内径大于所述丝杠凸起的外径；所述固定圆筒上还设置有至少两个弹簧容纳通孔，所述弹簧容纳通孔以所述固定圆筒的轴线为圆心在预设半径的圆周向均匀分布；所述SMA弹簧设置在所述弹簧容纳通孔内；
所述上阻挡圆盘上设置有第一通过孔，所述第一通过孔的内径大于所述丝杠的外径，且所述第一通过孔的内径小于所述丝杠凸起的外径；位于所述弹簧容纳通孔内的所述SMA弹簧的两端分别与所述上阻挡圆盘和所述下阻挡圆盘连接，使所述上阻挡圆盘和所述下阻挡圆盘紧贴所述固定圆筒的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张振华，绳飘，冯亮，王磊，王钦亭，王永贵，徐平，范玉辉，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41