一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，属于结构振动控制技术领域，所述的超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器包括底座、刚性框架、刚性框架横梁、质量块位置调节杆、第1螺帽、第2螺帽、质量块、永磁体固定板、永磁体组、导体铜板、导磁钢板、第1线性导轨、惯容‑阻尼系统、螺旋弹簧、第2线性导轨；本发明专利技术通过惯容‑阻尼系统降低调谐质量阻尼器的实际物理质量，解决超低频竖向调谐质量阻尼器弹簧净伸长过大的问题；通过移动质量块到固定铰的距离实现装置频率的连续调节；采用电涡流阻尼技术，通过调节永磁体组与导体铜板的间距实现装置阻尼的连续调节。此外，本装置具有装配简单、频率和阻尼易于调节、耐久性好等优点。

An adjustable ultra-low frequency vertical eddy current tuned mass damper

【技术实现步骤摘要】
一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器
本专利技术属于结构振动控制
，具体涉及一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器。
技术介绍
调谐质量阻尼器（TMD）作为一种应用最为广泛的被动式减振装置，对超高层建筑和大跨度桥梁等风敏感结构的振动控制效果突出。TMD一般由弹簧元件、阻尼元件和质量元件三部分组成，根据质量元件的运动方向可分为水平向TMD和竖向TMD，其中竖向TMD主要用于控制大跨度桥梁的涡激振动和抖振、工业厂房的楼板振动以及人行桥的人致振动。为降低竖向TMD控制超低频结构弹簧元件的静伸长量，日本东京湾桥采用杠杆机构使弹簧元件的静伸长量由2.27m降至0.45m（FujinoY,YoshidaY.Wind-inducedvibrationandcontrolofTrans-TokyoBayCrossingBridge）。专利“一种永磁式超低频竖向调谐质量阻尼器”，采用柔性铰链将配重块的直线运动转化为惯性飞轮的高速转动，从而降低配种块的实际质量，但柔性铰链传动机构线性运动和旋转运动的转换效率较低，仅能实现弹簧静伸长量的有限降低；专利“一种超低频液体质量调谐阻尼器及设计方法”，利用液体浮力降低超低频TMD的弹簧净伸长量，但液体浮力会降低TMD的等效质量，影响TMD的减振效果；专利“一种可调式的低频竖向减振调谐质量阻尼器及其工作方法”，利用粘弹性减振片静态刚度大、动态刚度小的特点降低TMD弹性元件的静伸长量；专利“一种能够显著减小弹簧静伸长量的低频竖向减振调谐质量阻尼器”，通过串联不同高度的弹簧降低TMD弹簧元件的净伸长量，但该装置频率调节困难，易导致TMD减振的失谐问题。另一方面，TMD对控制结构的振动频率十分敏感，当TMD的控制频率与主结构的振动频率失谐时，将导致TMD减振效果的显著下降；此外，TMD的阻尼比也会显著影响TMD的减振效果。为避免TMD各元件因设计误差导致频率和阻尼的失谐，实际应用时TMD的频率和阻尼应在一定范围内连续可调。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术公开了一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，采用滚珠丝杠式惯容-阻尼系统，有效降低了TMD质量元件的物理质量，提升TMD减振效果并减少了TMD的弹簧元件的静伸长量；通过调节质量块与固定铰之间的距离实现TMD振动频率的连续调节；采用电涡流阻尼器技术提升TMD阻尼元件的耐久性，通过调整阻尼元件中永磁体和导体铜板的间距实现TMD阻尼的连续调节。为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，包括底座、刚性框架、刚性框架横梁、质量块位置调节杆、质量块、永磁体组、导体铜板、导磁钢板、第1线性导轨、惯容-阻尼系统、螺旋弹簧、第2线性导轨；所述刚性框架设置在底座上方，刚性框架前端通过固定铰与底座相连，刚性框架后端通过惯容-阻尼系统和螺旋弹簧与底座相连，所述第2线性导轨横向安装在刚性框架上，所述刚性框架横梁纵向设置在刚性框架上方前端，所述质量块安装在第2线性导轨的滑块上，所述质量块位置调节杆穿过刚性框架横梁与质量块固结，刚性框架横梁两端设有第1螺帽、第2螺帽与质量块位置调节杆连接，所述永磁体固定板竖直安装在刚性框架远离固定铰的一侧，永磁体组安装在永磁体固定板上；所述第1线性导轨安装在底座上，导体铜板和导磁钢板一起安装在第1线性导轨的滑块上。进一步地，所述永磁体组的相邻永磁体沿水平方向磁极相同布置，沿竖直方向磁极相反布置。进一步地，所述惯容-阻尼系统从上至下包括上连接端、传力杆、滚珠螺母、滚珠丝杆、推力轴承、上永磁体组、惯性飞轮、下永磁体组、外筒、下连接端；所述上连接端通过铰链固定在刚性框架上；所述传力杆一端与上连接端相连，另一端与滚珠螺母相连；所述滚珠丝杆与滚珠螺母套装在一起，滚珠丝杆从上至下穿过推力轴承和惯性飞轮；所述推力轴承嵌套在外筒的上端板内，所述上永磁体组安装在外筒上端板的内壁上，下永磁体组安装在外筒下端板的内壁上；所述下连接端采用铰链固定在底座上。进一步地，所述惯性飞轮的材料是铜。进一步地，所述上永磁体组和下永磁体组的磁极相反布置。进一步地，螺旋弹簧为两个，分别设置在惯容-阻尼系统的两侧。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术融合滚珠丝杠式惯容-阻尼系统，显著放大了调谐质量阻尼器的质量比，提升了调谐质量阻尼器的减振效果；2、有效降低了调谐质量阻尼器的实际物理质量，成功解决了超低频竖向调谐质量阻尼器弹簧元件静伸长过大的问题；3、采用旋转式电涡流阻尼与板式电涡流阻尼相结合，在显著提升电涡流阻尼耗能效率的同时，调节板式电涡流阻尼器导体铜板与永磁体的间距实现了电涡流阻尼的连续调整；4、采用位置可调的质量块，实现了调谐质量阻尼器频率的连续调节；5、本专利技术构造简单、易于拆装，易于实现调谐质量阻尼器的装配式设计。附图说明图1为本专利技术一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器的轴侧图；图2为本专利技术一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器的侧视图；图3为本专利技术一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器1/2结构的轴侧图；图4为本专利技术一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器中惯容-阻尼系统的前视图；图5为本专利技术一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器中惯容-阻尼系统的轴侧图。附图标记列表：1底座，2固定铰，3刚性框架，4刚性框架横梁，5质量块位置调节杆，6第1螺帽，7第2螺帽，8质量块，9永磁体固定板，10永磁体组，11导体铜板，12导磁钢板，13第1线性导轨，14惯容-阻尼系统，15螺旋弹簧，16第2线性导轨，17上连接端，18传力杆，19滚珠螺母，20滚珠丝杆，21推力轴承，22上永磁体，23惯性飞轮，24下永磁体，25外筒，26下连接端。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本专利技术，应理解下述具体实施方式仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。如图1-3所示，本实施例的一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，包括底座1、固定铰2、刚性杆3、刚性杆横梁4、质量块位置调节杆5、第1螺帽6、第2螺帽7、质量块8、永磁体固定板9、永磁体组10、导体铜板11、导磁钢板12、第1线性导轨13、惯容-阻尼系统14、螺旋弹簧15、第2线性导轨16。本实施例所述刚性框架3通过固定铰2、惯容-阻尼系统14和螺旋弹簧15与底座1相连，并能绕固定铰2自由转动；所述质量块位置调节杆5穿过第1螺帽6、刚性框架横梁4、第2螺帽7与质量块8固结；所述第2线性导轨16安装在刚性框架3上，所述质量块8安装在第2线性导轨16的滑块上，可沿第2线性导轨16自由移动；所述永磁体固定板9安装在刚性框架3远离固定铰的一侧，永磁体组10安装在永磁体固定板9上；所述第1线性导轨13安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：包括底座（1）、刚性框架（3）、刚性框架横梁（4）、质量块位置调节杆（5）、质量块（8）、永磁体组（10）、导体铜板（11）、导磁钢板（12）、第1线性导轨（13）、惯容-阻尼系统（14）、螺旋弹簧（15）、第2线性导轨（16）；所述刚性框架（3）设置在底座（1）上方，刚性框架（3）前端通过固定铰（2）与底座（1）相连，刚性框架（3）后端通过惯容-阻尼系统（14）和螺旋弹簧（15）与底座（1）相连，所述第2线性导轨（16）横向安装在刚性框架（3）上，所述刚性框架横梁（4）纵向设置在刚性框架（3）上方前端，所述质量块（8）安装在第2线性导轨（16）的滑块上，所述质量块位置调节杆（5）穿过刚性框架横梁（4）与质量块（8）固结，刚性框架横梁（4）两端设有第1螺帽（6）、第2螺帽（7）与质量块位置调节杆（5）连接，永磁体固定板（9）竖直安装在刚性框架远离固定铰（2）的一侧，永磁体组（10）安装在永磁体固定板（9）上；所述第1线性导轨（13）安装在底座（1）上，导体铜板（11）和导磁钢板（12）一起安装在第1线性导轨（13）的滑块上。/n

【技术特征摘要】
1.一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：包括底座（1）、刚性框架（3）、刚性框架横梁（4）、质量块位置调节杆（5）、质量块（8）、永磁体组（10）、导体铜板（11）、导磁钢板（12）、第1线性导轨（13）、惯容-阻尼系统（14）、螺旋弹簧（15）、第2线性导轨（16）；所述刚性框架（3）设置在底座（1）上方，刚性框架（3）前端通过固定铰（2）与底座（1）相连，刚性框架（3）后端通过惯容-阻尼系统（14）和螺旋弹簧（15）与底座（1）相连，所述第2线性导轨（16）横向安装在刚性框架（3）上，所述刚性框架横梁（4）纵向设置在刚性框架（3）上方前端，所述质量块（8）安装在第2线性导轨（16）的滑块上，所述质量块位置调节杆（5）穿过刚性框架横梁（4）与质量块（8）固结，刚性框架横梁（4）两端设有第1螺帽（6）、第2螺帽（7）与质量块位置调节杆（5）连接，永磁体固定板（9）竖直安装在刚性框架远离固定铰（2）的一侧，永磁体组（10）安装在永磁体固定板（9）上；所述第1线性导轨（13）安装在底座（1）上，导体铜板（11）和导磁钢板（12）一起安装在第1线性导轨（13）的滑块上。


2.根据权利要求1所述的一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所述永磁体组（10）的相邻永磁体沿水平方向磁极相同布置，沿竖直方向磁极相反布置。


3.根据权利要求1所述的一种可调式超低频竖向电涡流调谐质量阻尼器，其特征在于：所述惯容-阻尼系统（14）从上至下包括上连接端（17）、传力杆（18）、滚珠螺母（19）、滚珠丝杆（20）、推力轴承（21）、上永磁体组（22）、惯性飞轮（23）、下永磁体组（24）、外筒（25）、下连接端（26）；所述上连接端（17）通过铰链固定在刚性框架（3）上，所述传力杆（18）一端与上连接端（17）相连，另一端与滚珠螺母（19）相连；所述滚珠丝杆（20）与滚珠螺母（19）套装在一起，滚珠丝杆（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王浩，郜辉，祝青鑫，汪志昊，赵恺雍，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32