一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器制造技术

本发明专利技术专利涉及阻尼器技术领域，一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器包括置于缸筒两端使缸筒内部形成密闭腔室的第一衬套和第二衬套，同缸筒螺接并用于将第一衬套和第二衬套与缸筒固定的螺纹压管和耳板，穿过第一衬套和第二衬套中心内孔的活塞杆，设置于阻尼器缸筒外与活塞杆端部固定的销头，充满阻尼腔的黏滞流体阻尼材料，所述活塞杆置于缸筒内部的轴身上设置有与活塞杆保持固定的固定活塞和空套于活塞杆轴身上的滑动活塞，滑动活塞设置有一个或多个，相邻的滑动活塞之间以及最后一个滑动活塞与第二衬套之间设置有活塞定位环；通过固定活塞和多个滑动活塞分阶段工作的方式按位移大小分阶段施加不同阻尼力，实现阻尼力随位移的增大阶梯状逐级增大。

【技术实现步骤摘要】
一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器
本专利技术专利涉及阻尼器
，具体涉及一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器。
技术介绍
黏滞阻尼器是重要的减震装置，其具有无附加刚度和可重复使用的特点，因而被广泛使用。其具有极大的耗能能力，在强震中能率先进入耗能状态，消耗地震能量及衰减结构的地震反应，保护主体结构和构件免遭损坏，从而确保结构在强震中的安全性。采用黏滞阻尼器的耗能减震结构与传统抗震结构相比，可减少地震反应40％～60％。黏滞阻尼器由油缸、活塞、阻尼孔、黏滞流体阻尼材料和活塞杆等部分组成，活塞在缸筒内作往复运动。活塞上有阻尼通道，缸筒内装满黏滞流体阻尼材料。其耗能原理表现为：当黏滞阻尼器工作时，随着活塞相对缸筒往复运动，黏滞流体阻尼材料从高压腔体经过活塞上的阻尼通道流往低压腔体，在黏滞流体阻尼材料往复流经阻尼通道的过程中，因克服摩擦和碰撞等因素而耗散能量。现有技术的黏滞阻尼器理论阻尼力计算公式为：F＝C|υ|αSign(υ)，其中C为该阻尼器的阻尼系数，α为该阻尼器的阻尼指数，υ为该位移点的速度。现有技术的黏滞阻尼器仅能在地震作用下为主体结构提供附加阻尼，仅能起到为结构补强的作用，对结构的刚度无贡献。而对于地震作用下主体结构的安全，既需要考虑结构的强度也需要控制结构的位移量，如结构位移过大超过允许位移值后将导致主体结构剪切破坏。而附加刚度对于结构在地震作用下的位移控制作用较为显著。理想的减震阻尼器应采用这样的工作方式：在风振和小震下不提供附加刚度使结构刚度较柔从而在降低地震反应力的同时利用附加阻尼对结构补强的原理通过提高附加阻尼比实现在减少主体结构用钢量降低造价的同时获得更高的性能目标；在中震、大震和罕遇地震下在提供附加阻尼的同时为主体结构额外再提供一个附加刚度，控制主体结构在中震、大震和罕遇地震作用下的层间位移角，保护主体结构免遭破坏。由此可见有必要专利技术一种小震和风振下无附加刚度小阻尼力低耗能，中震下小附加刚度中阻尼力中耗能，大震和罕遇地震下大附加刚度大阻尼力高耗能，从强度和刚度改善两个方面保护主体结构免遭破坏的一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器，通过固定活塞和多个滑动活塞分阶段工作的方式按位移大小分阶段施加不同阻尼力，实现阻尼力随位移的增大阶梯状逐级增大，为中震、大震和罕遇地震作用下的滞回曲线等效出一个附加刚度，提高阻尼器对中震、大震和罕遇地震作用下的位移控制能力，实现小震和风振下无附加刚度小阻尼力低耗能，中震下小附加刚度中阻尼力中耗能，大震和罕遇地震下大附加刚度大阻尼力高耗能，从强度和刚度改善两个方面保护主体结构免遭破坏。为解决上述的技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器，包括置于缸筒两端使缸筒内部形成密闭腔室的第一衬套和第二衬套，同缸筒螺接并用于将第一衬套和第二衬套与缸筒固定的螺纹压管和耳板，穿过第一衬套和第二衬套中心内孔的活塞杆，设置于阻尼器缸筒外与活塞杆端部固定的销头，充满阻尼腔的黏滞流体阻尼材料，所述活塞杆置于缸筒内部的轴身上设置有与活塞杆保持固定的固定活塞和空套于活塞杆轴身上的滑动活塞，滑动活塞设置有一个或多个，相邻的滑动活塞之间以及最后一个滑动活塞与第二衬套之间设置有活塞定位环，所述活塞定位环采用对开式结构使用螺钉合拢后固定到活塞杆上的定位槽内。进一步，所述固定活塞与第一滑动活塞之间设置有宽度为B1的轴头。进一步，所述固定活塞处于位移0点时其靠近第一衬套的端面至第一衬套端面的距离为该阻尼器的极限位移U0，最后一个滑动活塞与第二衬套之间的活塞定位环端面至第二衬套端面的距离为该阻尼器的极限位移U0，第一滑动活塞端面与活塞杆轴肩保持距离A1，第一滑动活塞与后一个滑动活塞之间的活塞定位环端面与第一滑动活塞端面保持距离A1，后一个滑动活塞与其前一个滑动活塞之间的活塞定位环端面与该滑动活塞端面保持距离An，该滑动活塞另一端面与下一个活塞定位环端面保持距离An，且A1小于An-1，An-1小于An，An小于极限位移U0。通过固定活塞和多个滑动活塞分阶段工作的方式按位移大小分阶段施加不同阻尼力，实现阻尼力随位移的增大阶梯状逐级增大，为中震、大震和罕遇地震作用下的滞回曲线等效出一个附加刚度，提高阻尼器对中震、大震和罕遇地震作用下的位移控制能力，实现小震和风振下无附加刚度小阻尼力低耗能，中震下小附加刚度中阻尼力中耗能，大震和罕遇地震下大附加刚度大阻尼力高耗能，从强度和刚度改善两个方面保护主体结构免遭破坏。所述一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器在风振和小震下不提供附加刚度使结构刚度较柔，从而在降低地震反应力的同时利用附加阻尼对结构补强的原理通过提高附加阻尼比实现在减少主体结构用钢量降低造价的同时获得更高的性能目标。进一步，阻尼器的理论阻尼力计算公式为：当位移幅值小于等于A1时当位移幅值大于A1小于等于A2时，阻尼器压缩过程中位移-U至-(U-2A1)段位移-(U-2A1)至U段阻尼器拉伸过程中位移U至(U-2A1)段位移(U-2A1)至-U段当位移幅值大于A2小于等于A3时，阻尼器压缩过程中位移-U至-(U-2A1)段位移-(U-2A1)至-(U-2A2)段位移-(U-2A2)至U段阻尼器拉伸过程中位移U至U-2A1段位移U-2A1至U-2A2段位移U-2A2至-U段当位移幅值大于A3小于等于An时，阻尼器压缩过程中位移-U至-(U-2A1)段位移-(U-2A1)至-(U-2A2)段位移-(U-2An-1)至-(U-2An)段位移-(U-2An)至U段阻尼器拉伸过程中位移U至U-2A1段位移U-2A1至U-2A2段位移(U-2An-1)至U-2An段位移U-2An至-U段其中C1为固定活塞的阻尼系数，C2为第一滑动活塞的阻尼系数，C3为第二滑动活塞的阻尼系数，Cn为第n-1滑动活塞的阻尼系数，Cn+1为第n滑动活塞的阻尼系数，α1为固定活塞的阻尼指数，α2为第一滑动活塞的阻尼指数，α3为最第二滑动活塞的阻尼指数，αn为最第n-1滑动活塞的阻尼指数，αn+1为最第n滑动活塞的阻尼指数，U为该阻尼器的位移幅值，A1为第一滑动活塞的设定滑动位移幅值，A2为第二滑动活塞的设定滑动位移幅值，A3为第三滑动活塞的设定滑动位移幅值，An为第n滑动活塞的设定滑动位移幅值，υ为该位移点的速度。进一步，所述固定活塞的阻尼系数C1，第一滑动活塞的阻尼系数C2，第二滑动活塞的阻尼系数C3，第n滑动活塞的阻尼系数Cn+1可以相等也可以不相等。进一步，所述固定活塞的阻尼指数α1，第一滑动活塞的阻尼指数α2，第二滑动活塞的阻尼指数α3，第n滑动活塞的阻尼指数αn+1可以相等也可以不相等。进一步，所述固定活塞、第一滑动活塞、第二滑动活塞、第n滑动活塞的外径可以相等也可以不相等。进一步，所述固定活塞、第一滑动活塞、第二滑动活塞、第n滑动活塞的宽度可以相等也可以不相等。进一步，所述固定活塞、第一滑动活塞、第二滑动活塞、第n滑动活塞上的阻尼孔大小可以相等也可以不相等。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器，包括置于缸筒(6)两端使缸筒(6)内部形成密闭腔室的第一衬套(4)和第二衬套(9)，同缸筒(6)螺接并用于将第一衬套(4)和第二衬套(9)与缸筒(6)固定的螺纹压管(3)和耳板(10)，穿过第一衬套(4)和第二衬套(9)中心内孔的活塞杆(2)，设置于阻尼器缸筒(6)外与活塞杆(2)端部固定的销头(1)，充满阻尼腔的黏滞流体阻尼材料(12)，其特征在于：所述活塞杆(2)置于缸筒(6)内部的轴身上设置有与活塞杆(2)保持固定的固定活塞(5)和空套于活塞杆(2)轴身上的滑动活塞，滑动活塞设置有一个或多个，相邻的滑动活塞之间以及最后一个滑动活塞与第二衬套(9)之间设置有活塞定位环(11)，所述活塞定位环(11)采用对开式结构使用螺钉(11.1)合拢后固定到活塞杆(2)上的定位槽内。/n

【技术特征摘要】
1.一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器，包括置于缸筒(6)两端使缸筒(6)内部形成密闭腔室的第一衬套(4)和第二衬套(9)，同缸筒(6)螺接并用于将第一衬套(4)和第二衬套(9)与缸筒(6)固定的螺纹压管(3)和耳板(10)，穿过第一衬套(4)和第二衬套(9)中心内孔的活塞杆(2)，设置于阻尼器缸筒(6)外与活塞杆(2)端部固定的销头(1)，充满阻尼腔的黏滞流体阻尼材料(12)，其特征在于：所述活塞杆(2)置于缸筒(6)内部的轴身上设置有与活塞杆(2)保持固定的固定活塞(5)和空套于活塞杆(2)轴身上的滑动活塞，滑动活塞设置有一个或多个，相邻的滑动活塞之间以及最后一个滑动活塞与第二衬套(9)之间设置有活塞定位环(11)，所述活塞定位环(11)采用对开式结构使用螺钉(11.1)合拢后固定到活塞杆(2)上的定位槽内。


2.根据权利要求1所述的一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器，其特征在于：所述固定活塞(5)与第一滑动活塞(7)之间设置有宽度为B1的轴头。


3.根据权利要求1所述的一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器，其特征在于：所述固定活塞(5)处于位移0点时其靠近第一衬套(4)的端面至第一衬套(4)端面的距离为该阻尼器的极限位移U0，最后一个滑动活塞与第二衬套(9)之间的活塞定位环(11)端面至第二衬套(9)端面的距离为该阻尼器的极限位移U0，第一滑动活塞(7)端面与活塞杆(2)轴肩保持距离A1，第一滑动活塞(7)与后一个滑动活塞之间的活塞定位环(11)端面与第一滑动活塞(7)端面保持距离A1，后一个滑动活塞与其前一个滑动活塞之间的活塞定位环(11)端面与该滑动活塞端面保持距离An，该滑动活塞另一端面与下一个活塞定位环(11)端面保持距离An，且A1小于An-1，An-1小于An，An小于极限位移U0。


4.根据权利要求1所述的一种多阶段阻尼力黏滞阻尼器，其特征在于：阻尼器的理论阻尼力计算公式为：当位移幅值小于等于A1时当位移幅值大于A1小于等于A2时，阻尼器压缩过程中位移-U至-(U-2A1)段位移-(U-2A1)至U段阻尼器拉伸过程中位移U至(U-2A1)段位移(U-2A1)至-U段当位移幅值大于A2小于等于A3时，阻尼器压缩过程中位移-U至-(U-2A1)段位移-(U-2A1)至-(U-2A2)段位移-(U-2A2)至U段阻尼器拉伸过程中位移U至U-2A1段位移U-2A1至U-2A2段位移U-2A2至-U段当位移幅值大于A3小...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨勇，唐均，温文露，朱恩来，马振霄，施立新，
申请(专利权)人：震安科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：云南;53