预紧力可调的摩擦阻尼器制造技术

本发明专利技术涉及预应力可调的摩擦阻尼器。其包括柱塞和约束筒，柱塞至少局部设置在约束筒内，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，特征是束紧装置为至少一组组合约束环，组合约束环由带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合组成，柱塞与约束筒内壁紧密接触配合，或者柱塞与约束筒内壁之间设置耐磨防锈层、耐磨防锈片或耐磨防锈套。本发明专利技术结构简单、性能稳定，基本无需维修、使用寿命长，可以方便地进行阻尼参数调整，根据现场工程实际对产品的阻尼参数进行优化调整，实用性好，具有广阔的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种冲击、振动、地震控制装置，一种阻尼器，尤其是工业缓冲和建筑结构的减震消能用阻尼器。
技术介绍
阻尼器是一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一活塞腔，两活塞腔压力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。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强震设计，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。另一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:一类利用电磁装置控制滑动摩擦力，例如申请号018007365.4专利公开的一种磁控摩擦阻尼器，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；另一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专利公开的一种板式变摩擦阻尼器和申请号200910210939.X专利公开的一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，预紧力较小，很难实现大阻尼力输出，若想大幅提高预紧力，弹簧所需空间太大，实用性差，单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，无法维持摩擦面始终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，性能参数不易控制，而且无法维修进行重复利用。针对上述阻尼器的缺陷，申请号为201220208910.5的专利公开了一种摩擦式阻尼器，其利用预紧圆环或预紧线绳构成环向闭合的束紧装置，提供稳定的环向应力，在柱塞和约束筒发生相对移动时产生持续的摩擦阻尼力，实现耗能的作用。这种摩擦式阻尼器虽然可以实现更大的阻尼力输出，阻尼性能更加稳定，适用性也更好，但是也存在一定的缺点，表现在:(1)利用预紧圆环作为束紧装置时，摩擦式阻尼器的阻尼参数固定，无法根据工程实际情况进行现场调整；(2)预紧线绳构成束紧装置时，其在施加预紧力的状态下进行缠绕，加工工艺比较复杂，需要专业的操作设备，操作不当，阻尼参数就会发生变化，因此一般情况下也无法在现场进行参数调整。由于上述缺点的存在，在一定程度上影响了摩擦式阻尼器的市场推广应用。如何克服现有摩擦阻尼器的缺陷，使其更好地满足工程应用的需要，成为此类产品在市场推广应用中必须解决的一个难题。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述缺陷，提供一种阻尼参数便于现场进行调节的预紧力可调的摩擦阻尼器。本专利技术预紧力可调的摩擦阻尼器是这样实现的:包括柱塞和约束筒，柱塞至少局部设置在约束筒内，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，其特征在于束紧装置为至少一组组合约束环，组合约束环由带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合组成，柱塞与约束筒内壁紧密接触配合，或者柱塞与约束筒内壁之间设置耐磨防锈层、耐磨防锈片或耐磨防锈套。组合约束环中内圆环与外圆环的数量及配合方式可以多种多样，例如内圆环与外圆环沿约束筒轴向交错设置，外圆环的内锥面与相邻内圆环的外锥面相互配合，相邻的内圆环或/和相邻外圆环之间留有间隙；此外，外圆环与内圆环彼此叠加设置，外圆环的内锥面与叠加在一起的内圆环的外锥面相互配合，外圆环与内圆环各至少设置一个。其中，当外圆环与内圆环的数量超过一个时，相邻外圆环之间及相邻内圆环之间均没有间隙，并且相邻外圆环的内锥面倾斜方向与内圆环的外锥面倾斜方向也保持相同。本专利技术预紧力可调的摩擦阻尼器中的束紧装置还可以包括设置在组合约束环上的辅助束紧装置。辅助束紧装置可以由弹簧钢环或弹簧钢管构成，此外，辅助束紧装置还可以由组合约束环表面设置的辅助约束筒及辅助约束筒表面缠绕的预紧线绳共同构成，所述预紧线绳可以由金属材料或非金属纤维材料制成，其具体可以是丝、线、绳索等各种形式。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局部筒体上设有至少一条沿筒体轴向延伸的压力释放缝。此外，为了便于与周边结构进行连接，柱塞或/和约束筒上设置联接接口，联接接口包括联接板、联接环、螺纹联接件或联接法兰，螺纹联接件包括螺杆或螺孔。另外，为了防止异物进入本专利技术预紧力可调的摩擦阻尼器中，柱塞和约束筒之间还可以设置密封保护套。出于防止组合约束环在使用过程中发生意外滑脱的考虑，组合约束环两侧还设有预紧装置。所述预紧装置的具体形式多种多样，其可以为约束筒上设置的限位销、限位挡块或者是限位挡肩；此外，另一种典型结构是，至少组合约束环一侧设置的预紧装置由预紧力调节螺母及约束筒局部外表面对应设置的外螺纹结构构成；第三种典型结构为，至少组合约束环一侧设置的预紧装置由预紧力调节螺母及内圆环局部外表面对应设置外螺纹结构构成。特别要指出的是，所述预紧力调节螺母除了应用常规螺母以外，还可以是液压螺母。除了起到预紧装置的作用，设置预紧力调节螺母的另一个有益效果在于，通过调整预紧力调节螺母的位置，可以方便地实现调整本专利技术预紧力可调的摩擦阻尼器的阻尼参数。另外，为方便实现调整本专利技术的阻尼参数的目的，也可以在组合约束环与至少一侧的预紧装置之间设置空间补偿环。为了方便约束筒与柱塞之间进行装配以及调整输出阻尼力等需要，约束筒至少一侧端部的内壁设有过渡倒角，或者柱塞至少局部为锥体。此外，为了达到延长使用寿命的目的，同时防止柱塞和约束筒发生冷粘连或锈蚀，可以在本专利技术中约束筒的内壁或柱塞的表面设置耐磨防锈层、耐磨防锈片或耐磨防锈套，可以用于构成所述耐磨防锈层、耐磨防锈片或耐磨防锈套的材料包括陶瓷合金材料、粉末冶金材料、铜合金材料、碳纤维材料和刹车片等，其中耐磨防锈套及耐磨防护片可以利用紧固件连接、嵌入式连接或焊接等连接工艺与约束筒或柱塞固定连接在一起，耐磨防锈层可以利用电镀、烧结、高温喷涂、激光焊接等方式设置在约束筒或柱塞的相应表面。所述约束筒也可以采用分体式的结构，由至少二个子约束筒共同组成。本专利技术预紧力可调的摩擦阻尼器同样也适用于转动的工况，例如，在约束筒或柱塞上设置抗扭转法兰，对应的柱塞或约束筒上设有转动转换机构。所述转动转换机构包括绞线盘、齿轮与齿条配合机构、链轮与链条配合机构、齿形带与皮带轮配合机构、滑块与导向槽配合机构或离合器机构等。利用转动转换机构将相连外部结构的运动位移转移或转化为柱塞与约束本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预紧力可调的摩擦阻尼器，包括柱塞和约束筒，柱塞至少局部设置在约束筒内，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，其特征在于束紧装置为至少一组组合约束环，组合约束环由带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合组成，柱塞与约束筒内壁紧密接触配合，或者柱塞与约束筒内壁之间设有耐磨防锈层、耐磨防锈片或耐磨防锈套。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：尹学军，谭平，贺庆，李玉召，杨宏伟，薛松，王乾安，孔祥斐，付学智，
申请(专利权)人：尹学军，青岛科而泰控股有限公司，青岛科而泰环境控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：