一种旋转式黏滞阻尼墙制造技术

本实用新型专利技术公开了一种旋转式黏滞阻尼墙，属于结构减震技术领域，阻尼介质流动通过螺旋桨叶片上设置的阻尼孔后产生阻尼力，可快速降低结构振动幅度，消耗输入振动能量，箱筒中部设有传动轴，传动轴齿轮与上方两侧行动机构相连，当黏滞阻尼墙发生相对位移，行动机构齿轮带动传动轴齿轮旋转，从而使得传动轴转动，从而使固定于传动轴上的螺旋桨转动，迫使阻尼介质在阻尼孔中产生射流，产生稳定的阻尼力，更好地起到隔震减震的作用。本实用新型专利技术结构简单，可进行压强调节，各零部件和配件均可在工厂预制加工，可保证其滞回曲线稳定，减震的防护效果更好，安全系数高，结构耐久性高，可长期使用。

A kind of rotational viscous damping wall

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式黏滞阻尼墙
本专利技术涉及结构减震
，特别涉及一种旋转式黏滞阻尼墙。
技术介绍
近年来，大地震频发，破坏力巨大，除了直接造成房倒屋塌和山崩、地裂、砂土液化、喷砂冒水外，还会引起火灾、爆炸、毒气蔓延、水灾、滑坡、泥石流、瘟疫等次生灾害。除此之外，地震还会带来次生灾害，主要有：1.火灾：由房屋倒塌、煤气泄漏和明火引起；2.水灾：由水坝决口或山崩壅塞河道等引起；3.毒气泄漏：由建筑物或装置破坏等引起；4.瘟疫：由震后生存环境的严重破坏所引起。它自身的破坏性和所引发的次生灾害严重威胁了人类的生存和发展。同时，随着国家经济水平的大幅度提高，我国建筑行业部门对房屋建筑结构抗震性能的要求也越来越高。黏滞阻尼墙能够有效地减轻结构的地震反应，当地震来临时，黏滞特性导致结构阻尼的增加，阻尼墙消耗了大部分能量，保护了主结构。黏滞阻尼墙是通过阻尼介质在阻尼孔中流动来产生阻尼耗散振动能量，是一种无刚度，速度相关型的耗能器。它是被安装于结构中的一种像墙体一样的黏滞阻尼装置，由固定于楼地面的箱式薄墙片和固定于墙顶楼面梁且插入箱式薄墙内的内钢板组成，箱式薄墙内灌注黏滞液体，当楼层发生相对剪切位移或速度时，钢板在箱式薄墙内运动，造成黏滞液体发生剪切产生阻尼力，从而耗散和吸收结构的地震能量，便可减小结构的地震振动响应。也就是说，黏滞阻尼墙能够有效地减轻结构的地震反应，当地震来临时，黏滞特性导致结构阻尼的增加，阻尼墙消耗了大部分能量，保护了主结构。黏滞阻尼墙的基本公式为F＝CVα，其中F表示阻尼力，C是阻尼系数，V表示活塞运动的速度，α是速度指数。从公式可以看出，黏滞阻尼墙属于速度型阻尼墙，其速度指数直接影响到阻尼墙的耗能性能。但是，此方法主要是依靠钢板表面与阻尼介质之间的粘性力，单一靠黏滞液体在箱式薄墙内简单运动而产生的速度较小，从而导致阻尼力较小，容器产生不了高压，故很难产生高效阻尼，所以在大震下并不能很好地起到隔震减震的作用。中国技术专利第CN206487004U号公开了一种U型黏滞阻尼墙，其结构包括上部连接钢板、U型连接板、内部钢板、外部钢板、底部连接板，上部连接钢板与外部钢板之间通过两侧的U型连接板固定连接在一起，上部连接钢板的中部固定连接内部钢板，外部钢板和底部连接板形成的箱体内充满黏滞材料。该阻尼墙形成了相关型和位移相关型阻尼墙，但是其所产生的阻尼力还是较小，并不能有效提高阻尼墙的耗能性能。另外，黏滞阻尼墙常采用很长的线密封手段，阻尼介质会由缝隙渗出，传统黏滞阻尼墙没有很好解决这一问题，在结构和设计上存在缺陷，也不能够满足现代化生产的需要。
技术实现思路
为了解决上述存在的技术问题，本专利技术提供一种通过增大阻尼介质射流效应的黏滞阻尼墙，将阻尼介质密封在密闭的箱筒内，通过阻尼孔两端的压力差，迫使粘稠的阻尼介质通过阻尼孔射流，从而起到耗能作用。其耗能效率高，能量损失较小，不仅能提高减震消能的效果，更能提高结构的安全性和耐久性。本专利技术提出的旋转式黏滞阻尼墙由箱筒、行动机构、传动轴、传动轴齿轮、行动机构齿轮及带有阻尼孔的螺旋桨组成。箱筒内充满硅油，其中部设有传动轴，传动轴外部的两端伸出处设置一对传动轴齿轮，而传动轴在箱筒内部的部分上安装有螺旋桨，螺旋桨有若干叶片，相邻叶片间设有若干个阻尼孔，硅油便在每相邻两叶片之间的阻尼孔中运动。箱筒的两侧、传动轴两端的正上方设有传动轴齿轮，两端传动轴齿轮正上方分别设置行动机构，行动机构下部设置的行动机构齿轮与传动轴上的传动轴齿轮相互嵌套交错，在传动轴与箱筒两端接触处，均设有一对密封件。充满硅油的箱筒中部设有一根传动轴。箱筒为封闭的圆柱形筒，内部充满硅油，硅油是一种黏滞液体，当楼层发生相对剪切位移时，会使黏滞液体发生运动产生阻尼力，从而耗散和吸收结构的地震能量，来减小结构的地震振动响应。其顶板向外伸出至行动机构的侧板内侧，并在接触面上设置聚四氟乙烯。传动轴为钢制圆柱或圆筒，该传动轴在箱筒内部与螺旋桨的叶片焊接，外部两侧套有套筒，套筒上各设有一圈传动轴齿轮，套筒的作用为方便前期组装以及固定传动轴从而限制传动轴的晃动。传动轴在与箱筒相交处的侧壁处为光滑圆截面，而为了防止硅油漏出，在该处左右两端各设置两个密封件密封。传动轴起到了促使传动轴齿轮转动带动螺旋桨转动的辅助作用。行动机构属于黏滞阻尼墙的一部分，位于黏滞阻尼墙顶部，大体为门字形，箱筒上部与行动机构变截面处相错合，因为变截面处留有空隙，行动机构易产生晃动，所以在该行动机构与箱筒之间的平面和侧面接触面上均设置聚四氟乙烯，这种材料摩擦系数极低，负载滑动时摩擦系数产生变化，但数值仅在0.05-0.15之间，可起到减少摩擦的润滑作用，防止构件之间产生摩擦损坏。行动机构的两侧板底设置有行动机构齿轮，且与传动轴两端套筒上的传动轴齿轮相互嵌套。行动机构的两个侧板上下厚度不同而形成一个台阶，台阶上方为箱筒的顶板。行动机构固定在上层的梁底部，而箱筒固定在下层梁的顶部，由于地震作用，上下层产生错动，行动机构产生相对于箱筒的位移，行动机构齿轮带动传动轴转动。螺旋桨的叶片以传动轴轴心为圆心依次焊接在传动轴上，每片叶片均设有上下两对洞孔，阻尼孔按顺时针方向将相邻两叶片中的前一叶片的上洞孔与后一叶片的下洞孔连接，螺旋桨转动时硅油通过阻尼孔流动。阻尼孔两端分别与螺旋桨叶片上穿透的孔洞相连，洞孔靠近加劲肋排列。该阻尼孔由空心钢管制成，有一定弧度，由相邻两叶片中的前一叶片偏上的孔洞与后一叶片偏下的孔洞连接形成。阻尼孔孔径较大、数目较多，其作用为尽量使得封闭箱体内的阻尼介质优先从阻尼孔流入，从而产生喷流，产生阻尼力，而且封闭箱体内部压强会增大，会增加阻尼力大小。加劲肋设置在每两个相邻的螺旋桨的叶片之间，每对相邻叶片之间设置两个加劲肋，其分别与传动轴和螺旋桨的叶片焊接，能够有效地保证螺旋桨在硅油中转动时的稳固性。上述旋转式黏滞阻尼墙工作过程1如下：地震作用时，上下层产生错动，以左剖面为例，行动机构产生相对于箱筒8的向左的位移，行动机构1的运动带动传动轴齿轮2的转动，而传动轴齿轮2的转动则又会直接带动传动轴3的转动，此时，螺旋桨随着传动轴3一起转动，内部的硅油7在阻尼孔5中产生射流，硅油7在阻尼孔5中按顺时针方向运动。上述旋转式黏滞阻尼墙工作过程2如下：地震来临时，上下层产生错动，以左剖面为例，行动机构产生相对于箱筒8的向右的位移，行动机构1的运动带动传动轴齿轮2的转动，而传动轴齿轮2的转动则又会直接带动传动轴3的转动，此时，螺旋桨随着传动轴3一起转动，内部的硅油7在阻尼孔5中产生射流，硅油7在阻尼孔中则按逆时针方向运动。此外，本阻尼器结构规整，各零部件和配件均可在工厂预制加工，经济合理。采用这种旋转式黏滞阻尼墙可保证其阻尼力大大增加，减震的防护效果更好，密封易处理，安全系数更高，结构耐久性高，可长期使用。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术中的技术方案，下面将对实施例技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式黏滞阻尼墙，其特征在于：包含充满硅油(7)的箱筒(8)，箱筒(8)中部设有传动轴(3)，传动轴(3)外部的两端伸出处设置一对传动轴齿轮(2)，箱筒(8)内部传动轴上则安装螺旋桨(6)，螺旋桨(6)有若干叶片，相邻叶片间设有若干个阻尼孔(5)，且每对相邻叶片之间设置两个加劲肋(9)，在箱筒(8)的两侧、传动轴(3)两端设有传动轴齿轮(2)，两端传动轴齿轮(2)正上方分别设置行动机构(1)，行动机构下部设置的行动机构齿轮(11)与传动轴(3)上的传动轴齿轮(2)相互嵌套交错，在传动轴(3)与箱筒(8)两端接触处，均设有一对密封件(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种旋转式黏滞阻尼墙，其特征在于：包含充满硅油(7)的箱筒(8)，箱筒(8)中部设有传动轴(3)，传动轴(3)外部的两端伸出处设置一对传动轴齿轮(2)，箱筒(8)内部传动轴上则安装螺旋桨(6)，螺旋桨(6)有若干叶片，相邻叶片间设有若干个阻尼孔(5)，且每对相邻叶片之间设置两个加劲肋(9)，在箱筒(8)的两侧、传动轴(3)两端设有传动轴齿轮(2)，两端传动轴齿轮(2)正上方分别设置行动机构(1)，行动机构下部设置的行动机构齿轮(11)与传动轴(3)上的传动轴齿轮(2)相互嵌套交错，在传动轴(3)与箱筒(8)两端接触处，均设有一对密封件(10)。


2.根据权利要求1所述的一种旋转式黏滞阻尼墙，其特征在于：所述箱筒(8)为封闭的圆柱形筒，内部充满硅油(7)，其顶板向外伸出至行动机构(1)的侧板内侧，并在接触面上设置聚四氟乙烯(4)。


3.根据权利要求1所述的一种旋转式黏滞阻尼墙，其特征在于：所述传动轴(3)为钢制圆柱或圆筒，该传动轴(3)在箱筒(8)内部与螺旋桨(6)的叶片焊接，外部两侧套有套筒，套筒上设有传动轴齿轮(2)，所述传动轴(3)在与箱筒(8)相交处的侧壁处为光滑圆截面，该处采用密封件(10)密封。

【专利技术属性】
技术研发人员：苏毅，孙珺，邹俊，王枫琦，张冲，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32