一种惯容式多向调谐型吸能减振装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于工程结构减振技术领域，具体涉及一种多向调谐型吸能减振装置。一种惯容式多向调谐型吸能减振装置，包括质量块、传动装置和旋转装置；所述质量块通过传动装置与旋转装置连接。本发明专利技术通过改变质量块结构形式以实现惯容效果、改进减振装置的质量调谐方式、提高减振装置的能量吸收与耗能的效率。减振装置的能量吸收与耗能的效率。减振装置的能量吸收与耗能的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种惯容式多向调谐型吸能减振装置


[0001]本专利技术属于工程结构减振
，具体涉及一种多向调谐型吸能减振装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着社会经济发展，高层及超高层建筑大量涌现，高耸构筑物也得到大量建设。高层以及高耸结构由于其柔性大、阻尼低的特点，在强风和地震作用下传统设计方法难以较好的平衡经济性和抗震和抗风的需要。如何在进一步提高工程结构在外界激励作用下的安全性及达到使用功能要求的同时确保工程经济性，受到人们的广泛关注。
[0003]减振控制技术被认为是减轻工程结构振动响应的一种较为经济的技术手段，合理且有效的减振控制措施可适当减小高层、高耸结构在风振、地震等激励下的动力响应，在工程成本可控的前提下显著提高结构防灾能力。
[0004]传统调谐质量阻尼器（TMD）系统是由质量块、弹性元件和阻尼元件三大组件所组成的减振控制系统。当外力施加于主体结构时可带动调谐质量阻尼器系统一起振动，合理的调谐设计使得能量由主结构转移至质量块再由消能阻尼元件耗散，从而达到抑制主体结构振动的效果。
[0005]然而，现有主流的调谐质量阻尼器都是基于线性刚度和阻尼进行设计的，只能针对目标频率产生窄频带的吸振作用，鲁棒性差，无法有效满足实际情况中作用方向多维度性的减振要求。一旦主结构的振动频率与理论设计值出现一定偏差，或者主结构在地震作用或者动力作用下发生刚度退化等情况，则传统线性的调谐质量阻尼器的减振效果将显著降低。传统基于线性刚度和阻尼的调谐质量阻尼器为了提高减振效果，往往要求具备很大的调谐质量，或者通常需要搭配其他限位元件来控制它的行程，增加了设计和建造的成本，且适用范围较小，在实际工程中很难实现。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是为了解决现有的传统调谐质量阻尼器（TMD）系统存在的缺陷，提供一种惯容式多向调谐型吸能减振装置。本专利技术的装置不仅可以减小所需质量块的质量，还可以控制多个方向的振动，以减小高层、高耸结构在风荷载、地震等作用下的动力响应，达到耗能减振的结果；本专利技术通过耦合调谐质量阻尼器系统和惯容系统，在不添加额外调谐质量的同时提高了系统的耗能效率，显著提升减振效果。
[0007]本专利技术解决其技术问题采用的技术方案是：一种惯容式多向调谐型吸能减振装置，包括质量块、传动装置和旋转装置；所述质量块通过传动装置与主体框架连接。
[0008]作为本专利技术的一种优选方式，所述的质量块包括若干转动圆盘、固定所述圆盘的中心转轴以及外部箱体。
[0009]进一步优选地，所述的旋转装置包括转盘，所述转盘通过连接杆转动连接滑动装置。
[0010]进一步优选地，所述的滑动装置包括环形槽、导杆及套装在所述导杆上的滑块，所
述导杆的两端嵌在环形槽内，所述滑块与所述连接杆连接。
[0011]进一步优选地，所述的传动装置包括滚珠丝杆；所述滚珠丝杆安装在所述转盘上；所述丝杆的滚珠螺母通过齿轮啮合与所述转动圆盘的中心轴传动连接。
[0012]进一步优选地，所述质量块连接若干阻尼消能装置；所述的消能阻尼装置等间隔设置，一端固定在所述外轴承上，另一端连接转接杆。
[0013]进一步优选地，所述质量块与框架立柱之间设有第一弹簧；所述第一弹簧一端与框架立柱连接，另一端与转接杆连接。
[0014]进一步优选地，所述质量块与框架立柱之间设有第二弹簧，所述第二弹簧一端与框架立柱连接，另一端与外轴承连接。
[0015]进一步优选地，所述质量块的底部安装有全向轮。
[0016]本专利技术具有以下有益效果：（1）在风荷载及地震作用下，结构产生较大幅度振动时，质量块能向平面内各个方向运动，实现了对结构的多向减振控制；（2）箱体内部的质量单元设计为可旋转可拆卸的圆盘状。圆盘可根据被控制结构的频响特征与控制目标调整形状尺寸和个数，在做平动的同时自身发生旋转，利用圆盘的转动惯量实现暂时转动储能的目的，即为惯容。利用惯容元件的特性，将暂时储存的动能进一步被阻尼器吸收耗散，通过此方式提高减振耗能的效率；（3）该装置在多个方向上的减振控制共用一个质量块，将质量块和惯容单元耦合为一体，都有效地减轻了减振装置的总质量，降低了对主结构产生的附加荷载；（4）该装置对结构的多向减振控制，有效地解决由于载荷方向的不确定性而造成的结构安全问题；（5）装置还具有结构简单、加工方便、便于安装、成本较低等特点。
附图说明
[0017]图1是本专利技术实施例提供的惯容式多向调谐型吸能减振装置立体图；图2是本专利技术实施例提供的惯容式多向调谐型吸能减振装置主视图；图3是本专利技术实施例提供的惯容式多向调谐型吸能减振装置侧视图；图4是本专利技术实施例提供的惯容式多向调谐型吸能减振装置附视图；图5是质量块剖面图；图6是环形槽立体图；图中：1、顶板；2、环形槽；3、导杆；4、连接杆；5、滑轮转盘；6、滚珠丝杆；7、第一伞状齿轮；8、第二伞状齿轮；9、质量块；10、第一弹簧；11、消能阻尼器；12、第二弹簧；13、箱体；14、全向轮；15、外轴承；16、中心转轴；17、转动圆盘；18、框架立柱；19转接杆。
具体实施方式
[0018]为了便于理解本专利技术，下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。附图中给出了本专利技术较佳的实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术公开内容的理解更加透彻全面。
[0019]本实施例提供的惯容式多向调谐型吸能减振装置，结构如图1
‑
4所示，主要包括：框架及安装在框架内的质量调谐装置和惯容装置。其中，框架由顶板1和支撑顶板1的四根框架立柱18组成，顶板1与框架立柱18固定连接。
[0020]质量调谐装置包括质量块9、消能阻尼器11、第二弹簧12、全向轮14。如图1和5所示，质量块9由箱体13、箱体外部的外轴承15、箱体内部的中心转轴16和安装在中心转轴16上的转动圆盘17组成。
[0021]箱体13由金属板或者增强纤维材料制成，形状为圆柱形，侧面设有两个对称的可供安装转动圆盘的开口。顶部中央设有安装孔，用于固定轴承。箱体13底部设有多个全向轮14，可使质量块在平面内沿任意方向运动。
[0022]质量块9内部设置有多个转动圆盘17。中心转轴16上每隔一段距离焊有用于支撑转动圆盘17的小平台。转动圆盘17由两个半圆盘拼成，每个半圆盘上设有安装孔，分别用螺栓连接固定在小平台上。可根据被控制结构的频响特征与控制目标，调节转动圆盘17的形状尺寸和数量，达到控制质量大小及转动惯量的目的，从而提高装置的泛用性。
[0023]中心转轴16上端设有参数合适的深沟球钢轴承，保证轴承内径、中心转轴16外径和第二伞状齿轮8外径均相同。
[0024]第二伞状齿轮8通过参数合适的深沟球钢轴承固定于箱体13顶部中央，轴承内径与第二伞状齿轮8外径相同，轴承内壁与伞状齿轮8焊接在一起，轴承外壁与箱体13通过焊接的方式连接。
[0025]如图1和6所示，惯容本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种惯容式多向调谐型吸能减振装置，其特征在于：包括质量块、传动装置和旋转装置；所述质量块通过传动装置与旋转装置连接。2.根据权利要求1所述的惯容式多向调谐型吸能减振装置，其特征在于：所述的质量块包括若干转动圆盘、固定所述转动圆盘的中心转轴。3.根据权利要求2所述的惯容式多向调谐型吸能减振装置，其特征在于：所述的旋转装置包括转盘，所述转盘通过连接杆转动连接滑动装置。4.根据权利要求3所述的惯容式多向调谐型吸能减振装置，其特征在于：所述的传动装置包括滚珠丝杆；所述滚珠丝杆安装在所述转盘上；所述丝杆的丝杆螺母通过齿轮传动与中心转轴连接。5.根据权利要求3所述的惯容式多向调谐型吸能减振装置，其特征在于：所述的滑动装置包括环形槽、导杆及套装在所述导杆上的滑块，所述导杆的两端嵌在环形槽内，所述滑块与所述连接杆连接。6.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴靠山，张松涵，唐家伟，曾雯琳，李阳铭，杨磊，陈天诚，王浩，徐军，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：