CN211114191U - 一种双阶摩擦阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双阶摩擦阻尼器，包括中心板、第一摩擦单元、第二摩擦单元；中心板横向剖面为十字型结构且轴向两边分别开设有条形槽孔；第一摩擦单元和第二摩擦单元沿着条形槽孔与中心板进行轴向相对摩擦运动；所述第一摩擦单元、第二摩擦单元与中心板之间的摩擦力存在差值；本实用新型利用双阶摩擦阻尼器分段工作的原理，控制阻尼器对应不同地震载荷下的摩擦力，可以有效的实现摩擦阻尼器出力随地震作用变化，满足结构减震的设计需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及阻尼器领域，尤其是一种双阶摩擦阻尼器。
背景技术
近些年来，随着全球范围内地震频发，以及为了满足日益提高的工程结构的发展需要，结构减震被动控制理论得到了广泛应用，可以通过在结构物的某些部位增设阻尼器，以增加结构对于能量的耗散能力，减小甚至消除主体结构的破坏。
摩擦阻尼器是一类利用滑动摩擦力做功耗散能量的一种控制装置，对结构起耗能减震作用。其构造简单、安装方便、耗能性好，是工程中常用的一种耗能减震装置。
但是目前摩擦型阻尼器都存在一定缺点，摩擦阻尼器的阻尼力相对固定，而对于结构减震，不同地震阶段需要不同阻尼力，现有的摩擦阻尼器无法满足这一需求。
实用新型内容
实用新型目的：为了解决现有技术所存在的问题，本实用新型提供了一种双阶摩擦阻尼器，控制阻尼器对应不同地震载荷下的摩擦力，满足不同地震阶段的阻尼力需求。
技术方案：为达到上述目的，本实用新型可采用如下技术方案：一种双阶摩擦阻尼器，包括中心板、第一摩擦单元、第二摩擦单元；所述中心板横向剖面为十字型结构且轴向两边分别开设有条形槽孔；第一摩擦单元和第二摩擦单元分别设于中心板轴向两侧并沿着条形槽孔与中心板进行轴向相对摩擦运动；
所述第一摩擦单元与中心板接触面设有第一摩擦材料并同时设有至少一个紧固单元；所述第二摩擦单元与中心板接触面设有第二摩擦材料并同时设有至少一个紧固单元；
所述紧固单元紧固第一摩擦单元或第二摩擦单元与中心板调节两者之间的摩擦力；所述第一摩擦单元与中心板之间的摩擦力与第二摩擦单元与中心板之间的摩擦力存在摩擦力差。
更进一步的，所述第一摩擦单元还包括位于端部的第一端板、与第一端板垂直固定连接的两个第一外侧板；两个第一外侧板轴向延伸且中间设有间隙形成轴向滑槽；所述中心板在轴向滑槽内与第一摩擦单元形成相对运动；所述第一摩擦材料分别设于中心板与两个第一外侧板之间。
更进一步的，所述第二摩擦单元还包括位于端部的第二端板、与第二端板垂直固定连接的两个第二外侧板；两个第二外侧板轴向延伸且中间设有间隙形成轴向滑槽；所述中心板在轴向滑槽内与第二摩擦单元形成相对运动；所述第二摩擦材料分别设于中心板与两个第二外侧板之间。
所述紧固单元包括紧固螺栓、紧固螺母以及弹簧单元；所述紧固螺栓以及紧固螺母配合；
在进行第一摩擦单元与中心板的紧固调节时，紧固螺栓穿过弹簧单元以及条形槽孔将中心板以及两侧的第一外侧板、第一摩擦材料进行紧固；
在进行第二摩擦单元与中心板的紧固调节时，紧固螺栓穿过弹簧单元以及条形槽孔将中心板以及两侧的第二外侧板、第二摩擦材料进行紧固；
通过螺栓和螺母之间的拧紧和松动增加或减小预紧力，从而调节摩擦材料与中心板之间进行相对运动时的摩擦力大小。
所述紧固单元还包括设置在紧固螺栓和紧固螺母之间的垫片；起到增加接触面、分散螺栓预紧力的作用。
所述紧固单元还包括设置在紧固螺栓和弹簧单元之间的限位法兰；起到限位保护的作用。
所述弹簧单元为多个蝶形弹簧叠加组成。通过蝶形弹簧的弹性变形弥补摩擦材料的损耗，起到保持摩擦力恒定的作用。
更为优选的，所述第一摩擦材料和第二摩擦材料为聚四氟乙烯、黄铜板、高分子复合材料中的至少一种。
有益效果：本实用新型具有以下优点：由于不同地震载荷对应的阻尼器的位移不同，利用双阶摩擦阻尼器分段工作的原理，控制阻尼器对应不同地震载荷下的摩擦力，可以有效的实现摩擦阻尼器出力随地震作用变化，满足结构减震的设计需求。
附图说明
图1是本实用新型双阶摩擦阻尼器主视结构示意图；
图2是图1双阶摩擦阻尼器的A-A剖面结构示意图；
图3是本实用新型双阶摩擦阻尼器中心板主视结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1-图3所示，本实用新型公开了一种双阶摩擦阻尼器，包括第一摩擦单元、第二摩擦单元以及中心板3；所述中心板3横向剖面为十字型结构且轴向两边分别开设有两条条形槽孔31；第一摩擦单元和第二摩擦单元分别设于中心板3轴向两侧并沿着条形槽孔31与中心板3进行轴向相对摩擦运动；
所述第一摩擦单元包括位于端部的第一端板12、与第一端板12垂直固定连接的两个第一外侧板13；两个第一外侧板13轴向延伸且中间设有间隙形成轴向滑槽；所述中心板3在轴向滑槽内与第一摩擦单元形成相对运动；两个第一外侧板13与中心板3接触面均设有第一摩擦材料11，所述第一摩擦材料11选择聚四氟乙烯，两个第一外侧板13与第一摩擦材料11接触的表面通过抛丸等工艺增加摩擦系数使其之间不发生相对位移；中心板3与第一摩擦材料11之间发生相对位移，产生摩擦力。第一摩擦单元沿着条形槽孔31与中心板3进行轴向相对摩擦运动；
所述第二摩擦单元包括位于端部的第二端板22、与第二端板22垂直固定连接的两个第二外侧板22；两个第二外侧板22轴向延伸且中间设有间隙形成轴向滑槽；所述中心板3在轴向滑槽内与第二摩擦单元形成相对运动；两个第二外侧板23与中心板3接触面均设有第二摩擦材料21，所述第二摩擦材料21选择聚四氟乙烯，两个第二外侧板23与第二摩擦材料21接触的表面通过抛丸等工艺增加摩擦系数使其之间不发生相对位移；中心板3与第二摩擦材料21之间发生相对位移，产生摩擦力。第二摩擦单元沿着条形槽孔31与中心板3进行轴向相对摩擦运动；
所述第一摩擦单元与中心板3之间设有两个紧固单元4，分别穿设在中心板3相应侧的两条条形槽孔31中，第二摩擦单元与中心板3之间设有四个紧固单元4，分别穿设在中心板3相应侧的两条条形槽孔31中，每条条形槽孔31中分别两个，并排设置。
所述紧固单元4紧固第一摩擦单元或第二摩擦单元与中心板3调节两者之间的摩擦力；所述第一摩擦单元与中心板3之间的摩擦力与第二摩擦单元与中心板3之间的摩擦力存在摩擦力差。第一摩擦单元通过紧固单元4施加的预紧力相对第二摩擦单元小，当阻尼器位移较小时，第一摩擦单元首先滑动产生较小的摩擦力。当位移增大，超过第一外侧板13与中心板3和第一端板12之间的距离L时，第二摩擦单元进入工作，产生更大的摩擦力。
所述紧固单元4包括紧固螺栓41、紧固螺母42以及弹簧单元43；所述紧固螺栓41以及紧固螺母42配合；所述弹簧单元32为多个蝶形弹簧叠加组成。通过蝶形弹簧的弹性变形弥补摩擦材料的损耗，起到保持摩擦力恒定的作用。
在进行第一摩擦单元与中心板3的紧固调节时，紧固螺栓41穿过弹簧单元43以及条形槽孔31将中心板3以及两侧的第一外侧板13、第一摩擦材料11进行紧固；在进行第二摩擦单元与中心板3的紧固调节时，紧固螺栓41穿过弹簧单元43以及条形槽孔31将中心板3以及两侧的第二外侧板22、第二摩擦材料21进行紧固；通过螺栓和螺母之间的拧紧和松动增加或减小预紧力，从而调节摩擦材料与中心板之间进行相对运动时的摩擦力大小。
所述紧固单元4还包括设置在紧固螺栓41和紧固螺母42之间的垫片44；起到增加接触面、分散螺栓预紧力的作用；所述紧固单元4包括设置在紧固螺栓41和弹簧单元43之间的限位法兰45；起到限位保护的作用。
复合阻尼器各部件尺寸，螺栓预紧力根据实际产品的需要通过试验和计算进行确定。
工作原理：
本实用新型在进行工作时，通过连接构件分布将第一端板12、第二端板22与应用对象的结构上下进行连接，当地震发生时，建筑结构上下发生相对位移，带动阻尼器发生相对滑动产生摩擦力，所述第一摩擦单元与中心板3之间的摩擦力与第二摩擦单元与中心板3之间的摩擦力存在摩擦力差。第一摩擦单元通过紧固单元4施加的预紧力相对第二摩擦单元小，当阻尼器位移较小时，第一摩擦单元首先滑动产生较小的摩擦力。当位移增大，超过第一外侧板13与中心板3和第一端板12之间的距离L时，第二摩擦单元进入工作，产生更大的摩擦力。从而实现了摩擦阻尼器提供不同地震阶段所需要的不同阻尼力的需求。
Claims (8)
1.一种双阶摩擦阻尼器，其特征在于包括中心板（3）、第一摩擦单元、第二摩擦单元；所述中心板（3）横向剖面为十字型结构且轴向两边分别开设有条形槽孔（31）；第一摩擦单元和第二摩擦单元分别设于中心板（3）轴向两侧并沿着条形槽孔（31）与中心板（3）进行轴向相对摩擦运动；
所述第一摩擦单元与中心板（3）接触面设有第一摩擦材料（11）并同时设有至少一个紧固单元（4）；所述第二摩擦单元与中心板（3）接触面设有第二摩擦材料（21）并同时设有至少一个紧固单元（4）；
所述紧固单元（4）紧固第一摩擦单元或第二摩擦单元与中心板（3）调节两者之间的摩擦力；所述第一摩擦单元与中心板（3）之间的摩擦力与第二摩擦单元与中心板（3）之间的摩擦力存在摩擦力差。
2.根据权利要求1所述的双阶摩擦阻尼器，其特征在于：所述第一摩擦单元还包括位于端部的第一端板（12）、与第一端板（12）垂直固定连接的两个第一外侧板（13）；两个第一外侧板（13）轴向延伸且中间设有间隙形成轴向滑槽；所述中心板（3）在轴向滑槽内与第一摩擦单元形成相对运动；所述第一摩擦材料（11）分别设于中心板（3）与两个第一外侧板（13）之间。
3.根据权利要求1所述的双阶摩擦阻尼器，其特征在于：所述第二摩擦单元还包括位于端部的第二端板（22）、与第二端板（22）垂直固定连接的两个第二外侧板（23）；两个第二外侧板（23）轴向延伸且中间设有间隙形成轴向滑槽；所述中心板（3）在轴向滑槽内与第二摩擦单元形成相对运动；所述第二摩擦材料（21）分别设于中心板（3）与两个第二外侧板（23）之间。
4.根据权利要求2或3所述的双阶摩擦阻尼器，其特征在于：所述紧固单元（4）包括紧固螺栓（41）、紧固螺母（42）以及弹簧单元（43）；所述紧固螺栓（41）以及紧固螺母（42）配合；
在进行第一摩擦单元与中心板（3）的紧固调节时，紧固螺栓（41）穿过弹簧单元（43）以及条形槽孔（31）将中心板（3）以及两侧的第一外侧板（13）、第一摩擦材料（11）进行紧固；
在进行第二摩擦单元与中心板（3）的紧固调节时，紧固螺栓（41）穿过弹簧单元（43）以及条形槽孔（31）将中心板（3）以及两侧的第二外侧板（23）、第二摩擦材料（21）进行紧固。
5.根据权利要求4所述的双阶摩擦阻尼器，其特征在于：所述紧固单元（4）还包括设置在紧固螺栓（41）和紧固螺母（42）之间的垫片（44）。
6.根据权利要求4所述的双阶摩擦阻尼器，其特征在于：所述紧固单元（4）还包括设置在紧固螺栓（41）和弹簧单元（43）之间的限位法兰（45）。
7.根据权利要求4所述的双阶摩擦阻尼器，其特征在于：所述弹簧单元（43）为多个蝶形弹簧叠加组成。
8.根据权利要求1所述的双阶摩擦阻尼器，其特征在于：所述第一摩擦材料（11）和第二摩擦材料（21）为聚四氟乙烯、黄铜板、高分子复合材料中的至少一种。
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