一种摩擦式阻尼器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种摩擦式阻尼器。其包括柱塞和约束筒，柱塞至少局部与约束筒内壁的工作表面紧密接触，特征是约束筒的外表面上对应约束筒内壁的工作表面设有环向闭合的束紧装置。本实用新型专利技术与其它结构的阻尼器相比，具有结构简单、无精密部件、吨位大、行程大、造价低、性能稳定、工作可靠、设有卸载装置时可以复位，基本无需维修、寿命长，检修后可以继续使用，具有可再生特性，十分环保。可广泛用于工业、建筑、铁路、桥梁等多个领域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种冲击、振动、地震控制装置，一种阻尼器，尤其是エ业缓冲和建筑结构的减震消能用阻尼器。
技术介绍
阻尼器是ー种应用广泛的振动控制基本元件，用于机械、交通工具、桥梁、建筑结构的减振、缓冲、减震、耗能。最常见的阻尼器为小孔节流式，也称液压油缸式，其由活塞、缸体和密封组成，活塞设有若干小孔或与缸体之间留有适当径向间隙，活塞将油缸分为两活塞腔，活塞腔内充有液压油或粘度稍高的粘滞液体，如硅油，当活塞相对于油缸运动时，液压油从活塞间隙或小孔流到另ー活塞腔，两活塞腔压カ差形成对活塞的运动阻力，做功，将机械能转化为热能，从而达到吸收外界能量的目的。这种阻尼器经过几十年的不断改进，已很完善。但由于·构造方面的原因，具有天生的缺陷，例如必须采用严格的密封，结构复杂，对加工精度和零件可靠性敏感，造价高，寿命短，无法维修，工作油泄漏易污染环境等。另ー种常用的阻尼器是摩擦阻尼器，其用于桥梁、建筑结构的消能缓冲、消能减震。目前，常用的摩擦阻尼器主要分为两类ー类利用电磁装置控制滑动摩擦力，例如申请号018007365. 4专利公开的ー种磁控摩擦阻尼器，此类阻尼器结构复杂，使用过程中需要一定的能源，因此造价和使用成本均较高；另ー类利用机械原理控制滑动摩擦力，市场上常用的此类摩擦阻尼器主要有平板式和圆管式两种，例如申请号200810056406. 6专利公开的ー种板式变摩擦阻尼器和申请号200910210939. X专利公开的ー种位移线性摩擦阻尼器。现有技术中，平板式的摩擦阻尼器主要由滑动板和夹板组成，再通过预紧螺栓和弹簧组装压紧，由于结构中使用了弹簧，预紧カ较小，很难实现大阻尼カ输出，若想大幅提高预紧力，弹簧所需空间太大，实用性差，単独使用预紧螺栓又无法保持阻尼力长时间、多周次稳定；圆管式的摩擦阻尼器主要由外筒和活塞组成，通过外筒和活塞的过盈配合形成摩擦面所需的正压力，此类摩擦阻尼器在工作过程中，无法维持摩擦面始終处于高预压应力状态，一旦活塞或外筒内壁出现磨损，出力将大幅下降，阻尼性能不稳定，难以满足多周次使用要求。另外，由于此类阻尼器对外筒和活塞的配合状态要求很高，因此装配难度大，性能參数不易控制，而且无法维修进行重复利用。另外，常见的阻尼器还包括屈曲约束支撑和金属屈服阻尼器，这些阻尼器主要应用在建筑抗地震领域，此类阻尼器通常仅针对強震设计，而且位移有限，屈服力与位移和循环周次有相关性，无法维修进行重复利用。由于现有阻尼器均存在上述缺点和矛盾，因此市场急需ー种阻尼性能更稳定、性价比更好、适用性也更强的环保型阻尼器产品。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述缺陷，提供一种阻尼力可设计，性能稳定，适用性強，并且结构中不包含任何粘滞液体的摩擦式阻尼器。本技术是这样实现的包括柱塞和约束筒，柱塞至少局部与约束筒内壁的エ作表面紧密接触，其特征在于约束筒的外表面上对应约束筒内壁的工作表面设有环向闭合的束紧装置。为了充分发挥束紧装置的预紧作用，与柱塞配合的约束筒的筒体上设有至少一条沿筒体轴向延伸的压カ释放缝，或者约束筒由至少ニ个子约束筒组成，作为ー种特例，子约束筒可以为约束杆或约束板，多个约束杆或约束板围成约束筒井与柱塞进行配合。为了防止束紧装置从约束筒外表面滑脱，束紧装置两侧还可以设有限位装置，限位装置为约束筒或构成约束筒的子约束筒外表面上设置的限位销、限位挡块或者是限位凹槽。为了延长束紧装置的使用寿命，防止其裸露在外部易发生锈蚀等问题，还可以在束紧装置表面设置防锈层，所述防锈层可以由聚氨酯材料、锌等耐腐蚀材料 通过电镀、涂刷或喷涂等エ艺设置在束紧装置表面。本技术摩擦式阻尼器中，所述束紧装置的结构也可以多种多祥，束紧装置可以由至少ー个闭合的预紧圆环组成，预紧圆环与约束筒外表面之间为过盈配合；此外，束紧装置还可以由约束筒表面缠绕的预紧线绳组成，预紧线绳在缠绕过程中施加了预紧力，缠绕完成后，束紧线绳将储存下很大的环向束紧カ和环向变形。所述的预紧线绳为丝、线、绳、或索，其由金属材料、合成纤维、人造纤维或天然纤维材料制成。具体的，预紧线绳可以由预应カ钢丝、钛合金丝、碳纤维、芳纶纤维、蜘蛛丝、记忆合金或凯芙拉纤维构成，这些材料具有很高的屈服強度和抗拉强度，弾性应变高，因而储备的弹性变形高，环向束紧カ压力容易保持稳定。例如，预应カ钢绞线的抗拉强度一般可达1720 2100MPa ;碳纤维抗拉强度高达3000 3400Mpa，弹性模量为210000 240000Mpa，伸长率I. 7% ;芳纶纤维抗拉强度可达2000MPa，弹性模量为IlOGpa,伸长率为2%。以柱塞直径200mm、摩擦接触面长度为200mm的摩擦式阻尼器为例，采用传统的筒式摩擦阻尼器，如果外筒采用Q345 (考虑较好的可焊性)，外壁厚度为40mm，正压カ由外筒与内筒的过盈配合产生，为了其能长期工作，考虑三向受カ的状态因素，外筒的环向应力取160MPa，可以产生261吨的正压力，以钢-钢之间的摩擦系数取O. 3计，可产生的摩擦カ为78吨，外筒储备的周长方向变形量为O. 57mm，也就是说如果直径磨损为O. Imm时，预紧力和摩擦出力将下降17% ;在柱塞直径200_、摩擦接触面长度为200mm不变的情况下，如果采用预应カ钢绞线，工作应カ取1600Mpa，约束筒壁也取40mm，钢绞线缠绕尺寸为长200mm，径向缠绕厚度40mm，可产生2050吨的环向应力，即615吨的摩擦力，外筒储备的周长方向变形量为6. 7mm,当直径磨损为O. Imm时，预紧カ仅将下降I. 5%。与传统的筒式摩擦阻尼器相比，仅增加了 12kg的钢绞线，就增加约7倍的摩擦力，平均每公斤钢绞线贡献的摩擦カ为51吨，产品的性能及性价比都显著提升。如果采用碳纤维、芳纶纤维等强重比(抗拉強度与材料重量之比)更高的材料，在同样的重量或空间限制下，可以实现更卓越的产品性能。除了可以在单个方向提供摩擦阻尼力以外，本技术摩擦式阻尼器还可以提供多个方向的摩擦阻尼力，例如，根据需要至少ニ个约束筒，约束筒之间垂直交叉设置或平行设置，约束筒内至少设置一根柱塞，不同约束筒中的柱塞之间也对应的垂直交叉设置或平行设置。利用约束筒垂直交叉设置构成组合的摩擦式阻尼器。当本技术摩擦式阻尼器中约束筒由至少ニ个子约束筒构成时，如果同时还要求约束筒与柱塞配合的位置关系相对固定，可以在柱塞上设置导向限位装置，导向限位装置为柱塞插入约束筒内部的局部段上固定设置的导向限位块，导向限位块至少局部嵌置在子约束筒之间的拼合间隙中。本技术摩擦式阻尼器中柱塞的取材多种多样，柱塞沿径向的横截面轮廓形状为正方形、矩形、圆形、正五边形、正六边形、三角形或菱形，约束筒的内壁所围成的轮廓形状与柱塞轮廓相对应。此外，为了便干与周边结构进行连接，柱塞或/和约束筒上设置连接接ロ，或者柱塞或/和至少部分子约束筒上设置连接接ロ，所述连接接ロ包括连接板、连接环、螺纹连接件或连接法兰，螺纹连接件包括螺杆或螺孔。另外，为了防止异物进入本技术摩擦式阻尼器中，柱塞和约束筒之间还可以密封保护套。当仅有部分子约束筒上设置连接接ロ吋，为保证所有子约束筒在工作时的整体性和有效性，并充分实现カ传递，相邻的子约束筒之间利用子约束筒上设置的凸凹结构相互嵌合拼接构成约本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种摩擦阻尼器，包括柱塞和约束筒，柱塞至少局部与约束筒内壁的工作表面紧密接触，其特征在于约束筒的外表面上对应约束筒内壁的工作表面设有环向闭合的束紧装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：尹学军，孔祥斐，
申请(专利权)人：青岛科而泰环境控制技术有限公司，尹学军，
类型：实用新型
国别省市：