一种惯性力激振器制造技术

本发明专利技术公开了一种用于特大型结构的超低频惯性力激振器，所述激振器包括内部设有轨道的支承与导向框架，设置于支承与导向框架内部的运动质量块，由驱动装置(包括带减速器的驱动电机)和与驱动装置连接的传动装置构成的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统安装于运动质量块内部，带动运动质量块沿轨道往复运动。本发明专利技术将驱动装置和传动装置构成的驱动系统设置在运动质量块的内部成为有效运动质量的一部分，通过运动质量在轨道上的往复运动获取激振力，降低了激振器的总重量；在水平和竖向激振时，激振器的基本结构不用改变，提高了激振器的通用性；激振器的传动结构紧凑，从而可以加大运动质量块的行程以增大激振力，并可减少故障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种振动装置，尤其涉及一种惯性力激振器。
技术介绍
准确测定土木工程结构(建筑，桥梁)的动力性能是定量分析结构动力响应、评估结构抗震抗风能力和使用性能(居住，行车等)的基础，是检验结构减振，隔振措施有效性的重要手段，还是修订结构设计规范的重要依据。现场稳态激振试验是准确获取结构动力特性(特别是阻尼比)最有效的方式，但是超高层建筑和大跨度桥梁等特大型结构，质量在万吨以上，基频在0. 3Hz以下，对这些结构实施现场稳态激振试验，意义和难度都很大，我国尚无先例。稳态激振法是通过激振器在结构单点或多点施加稳态变化的激振力，使结构处于强迫振动状态，由测量的传递函数曲线可准确测定结构动力特性。当无法在结构外建立支撑点对结构施加激振力时，通常使用固定在被测结构上的惯性力激振器，其中以旋转偏心质量激振器最为常见。旋转偏心质量激振器产生的激振力与工作频率的平方成正比，超低频工作时激振力会急剧减小，无法用于重要模态的频率在0. 3Hz以下的特大型桥梁和超高层建筑结构。著名的加州理工学院地震工程研究实验室为一座60层高楼的稳态激振试验专门开发了一套质量块往复直线运动的激振装置，运动质量只有I. 5吨，振幅0. 305米，但设备总重量超过10吨。日本在1997年对当时世界最大跨度890米的多多罗桥进行了稳态激振试验，所用的激振器有很大改进，振幅加大到I. 0米，运动质量20吨，总重量37吨，激振频率范围为0. 05 1Hz，水平激振与竖向激振时，激振器的基本结构形式和驱动方式都需要改变。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术中，常见的旋转偏心质量激振器不能进行特大型结构的超低频激振，而国外超低频激振器重量过大且只能进行单一方向激振的问题，提出一种新型超低频惯性力激振器。为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为所述激振器包括内部设有轨道2的支承与导向框架1，设置于支承与导向框架I内部的运动质量块3，由驱动装置和与驱动装置连接的传动装置构成的驱动系统；所述驱动系统安装于运动质量块3内部，带动运动质量块3沿轨道2往复运动。进一步，所述驱动装置包括带减速器的驱动电机4，所述传动装置可以是齿轮齿条机构、丝杆螺母机构等各种能使转动变平动的传动装置，也可以为滚珠丝杆机构；进一步，所述传动装置包括固定于运动质量块3内的驱动轮5，驱动轮5置于轨道2上；进一步,所述驱动轮5为齿轮,所述轨道2为齿条；其中，所述带减速器的驱动电机4为数控电机。下面对本专利技术作进一步说明 参见图1，在本专利技术的一种实施方式中，所述激振器包括内部设有轨道2的支承与导向框架1，设置于支承与导向框架I内部的运动质量块3，由驱动装置和与驱动装置连接的传动装置构成的驱动系统；所述驱动系统安装于运动质量块3内部，带动运动质量块3沿轨道2往复运动；所述驱动装置包括带减速器的驱动电机4，带减速器的驱动电机4为数控电机；所述传动装置包括固定于运动质量块3内的驱动轮5，驱动轮5置于轨道2上，其中，驱动轮5为齿轮,所述轨道2为齿条。参见图I和图2，本专利技术的设计和工作原理为激振器包括内部设有轨道2的支承与导向框架1，设置于支承与导向框架I内部的运动质量块3，由驱动装置和与驱动装置连接的传动装置构成的驱动系统；所述驱动系统安装于运动质量块3内部，成为运动质量块3有效运动质量的一部分；所述驱动装置包括带减速器的驱动电机4 ;所述传动装置包括固定于运动质量块3内部的驱动轮5，驱动轮5置于轨道2上，其中，驱动轮5为齿轮，轨道2为齿条；齿轮在驱动电机4驱动下作用于齿条，沿齿条往复运动，从而带动运动质量块3沿齿条往复运动，产生激振力。在水平激振时，支承与导向框架I固定在需要激振测试的结构上，支承与导向框架I为运动质量块3导向和承受重力，从而保证导轨2只承受和传送质量块3水平运动的惯性力，这一惯性力最终由框架I传给需要激振测试的结构。带减速器的驱动电机4为数控电机，在数字信号控制下实现激振力所需的频率、振幅和波形。在竖向激振时，支承与导向框架I仅起导向作用，运动质量块3的重力另由加载的重力势能调节系统承受，运动质量块3由空气弹簧6支承，由于空气弹簧6与一大的压力室7连通，因此在弹簧伸缩过程中压力近似保持与运动质量的重力平衡。实际中，激振器中空气弹簧6与激振器的导轨2并联，压力室7在结构上并不与激振器连接，通过气管保持空气弹簧内压力稳定，与运动质量块的重力平衡。另外，两个激振器在联机控制条件下，还可实现扭转激振。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是本专利技术将驱动装置(包括带减速器的驱动电机)和传动装置构成的驱动系统设置在运动质量块的内部成为有效运动质量的一部分，通过运动质量在轨道上的往复运动获取激振力，降低了激振器的总重量，若驱动系统质量为2吨，则激振器总质量可减少4吨；在水平和竖向激振时，激振器的基本结构不用改变，提高了激振器的通用性；激振器的传动结构紧凑，从而可以加大运动质量行程以增大激振力，并可减少故障。本专利技术适用于对特大型土木工程结构进行现场稳态超低频激振试验。附图说明图I是本专利技术一种实施例的结构示意图；图2是本专利技术一种实施例进行竖向激振的工作原理图。图中1、支承与导向框架；2、轨道；3、运动质量块；4、带减速器的驱动电机；5、驱动轮；6、空气弹簧；7、压力室。具体实施方式实施例I如图I所示，激振器包括内部设有轨道2的支承与导向框架1，设置于支承与导向框架I内部的运动质量块3，由驱动装置和与驱动装置连接的传动装置构成的驱动系统；所述你驱动系统安装于运动质量块3内部，带动运动质量块3沿轨道2往复运动；所述驱动装置包括带减速器的驱动电机4，带减速器的驱动电机4为数控电机；所述传动装置包括固定于运动质量块3内的驱动轮5,驱动轮5置于轨道2上,其中，驱动轮5为齿轮,所述轨道2为齿条。权利要求1.一种惯性力激振器，包括内部设有轨道(2)的支承与导向框架(I)，设置于支承与导向框架(I)内部的运动质量块(3)，由驱动装置和与驱动装置连接的传动装置构成的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统安装于运动质量块(3)内部，带动运动质量块(3)沿轨道(2)往复运动。2.如权利要求I所述的惯性力激振器，其特征在于，所述驱动装置包括带减速器的驱动电机(4)，所述传动装置是能使转动变为平动的传动装置。3.如权利要求2所述的惯性力激振器，其特征在于，所述传动装置包括固定于运动质量块(3)内的驱动轮(5)，驱动轮(5)置于轨道(2)上。4.如权利要求3所述的惯性力激振器，其特征在于，所述驱动轮(5)为齿轮，轨道(2)为齿条。5.如权利要求2所述的惯性力激振器，其特征在于，所述传动装置是丝杆螺母传动装置。6.如权利要求I所述的惯性力激振器，其特征在于，所述驱动装置包括带减速器的驱动电机(4)，所述传动装置是滚珠丝杆传动装置。7.如权利要求2至6任一项所述的惯性力激振器，其特征在于，所述带减速器的驱动电机⑷为数控电机。全文摘要本专利技术公开了一种用于特大型结构的超低频惯性力激振器，所述激振器包括内部设有轨道的支承与导向框架，设置于支承与导向框架内部的运动质量块，由驱动装置(包括带减速器的驱动电机)和与驱动装置连接的传动装置构成的驱动系统，其特征在于，所述驱动系统安装于运动质量块内部，带动运动质量块沿轨道往复运动。本专利技术将驱动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈政清，
申请(专利权)人：湖南大学，
类型：发明
国别省市：