一种可调节早期刚度的螺旋弹簧阻尼器制造技术

本发明专利技术公开了一种可调节早期刚度的螺旋弹簧阻尼器，其特征在于，该阻尼器的两块端板之间还设有反压装置，该反压装置包括数量分别至少为三根的两组预压钢索和两块浮动压板，其中，所述的两块浮动压板分别套设在一块端板与圆柱形螺旋压缩弹簧之间的导向杆上；所述的两组预压钢索分别绕导向杆的轴线以直线状态对称分布于所述圆柱形螺旋压缩弹簧的四周，且，每一组预压钢索的一头分别固定在一块浮动压板上，另一头分别穿过另一块浮动压板由钢索自锁张紧锚具锚固在与该另一块浮动压板相邻的端板上；张紧所述的两组预压钢索，将圆柱形螺旋压缩弹簧始终夹持在两块浮动压板之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及减震装置，特别是涉及采用螺旋压缩弹簧的阻尼器。
技术介绍
阻尼器是一种以提供运动的阻力来耗减运动能量的减震装置。利用阻尼器来耗能减震是一种被广泛应用于航天、航空、军工、枪炮以及汽车等行业的传统技术。自二十世纪七十年代以来，人们开始逐步的把利用阻尼器耗能减震的技术应用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。而螺旋弹簧阻尼器以其抗冲击能力高、成本低、减震效果好的特性被广泛应用于各种建筑的抗震结构中。人们对于建筑物尤其是高层建筑的抗震结构的设计追求一种“抗”与“耗”相结合的综合的抗震性能，即在弱风振和小地震的作用下抗震结构能为建筑物主体提供额外的附加刚度来抵抗外部载荷的作用，保持主体结构的完整性，避免结构主体出现内部损伤，而在强风振和大地震的作用下抗震结构则开始屈服变形，通过抗震结构中的阻尼器的阻尼作用来耗散外部能量，使结构主体在强风振和大地震中不至于被严重破坏甚至倒塌，保证人们的生命和财产安全。这便要求应用于抗震结构在外部弱载荷的作用下能保持刚性，不发生变形；在外部强载荷的作用下则能变形耗能。然而现有的弹簧阻尼器还无法满足上述抗震需求，任何弹簧阻尼器在外部载荷的作用下均会产生或多或少的弹性变形。因此上述人们所追求的建筑物抗震结构的性能是很难实现的。授权公告号为CN204081122U的技术专利申请公开了一种建筑用抗风减震弹簧阻尼器，该阻尼器将导向套内的两只弹性体(即两只螺旋弹簧)分别固接在中心轴上的中间限制组件上，当阻尼器受拉或受压时，其中一个弹性体受拉，另一弹性体受压，从而实现抗风减震。但是，该技术专利明显存在下述缺点：1、需要两只螺旋弹簧，整个阻尼器的长度较长，不适合在距离较小的空间安装；2、在工艺上很难甚至不可能保证两只弹簧的刚度(包括拉伸刚度和压缩刚度)相等，因此风向不同减震效果即不同；3、无法改变阻尼器的早期刚度，达到预设抗风级别，降低减震成本的目的；4、一只螺旋弹簧同时在拉伸与压缩两种状态下工作，现有弹簧的金属材料和生产工艺很难满足要求，只能通过缩小螺旋弹簧的弹性变形范围来实现拉伸与压缩两种工作状态，这显然会造成资源浪费。公开号为CN102409777A的专利申请公开了“一种结构三维隔震和抗倾覆装置”，该装置包括叠层橡胶隔震支座和设在叠层橡胶隔震支座下部的由螺旋压缩弹簧构成的弹簧隔震支座，其中弹簧隔震支座主要用于隔离竖向地震波；但是由于竖向地震波为双向的，而该专利技术中的弹簧隔震支座仅能压缩变形耗能；因此该装置无法隔离地震中地表瞬间向下移动的负向波。此外，该装置还存在无法改变阻尼器的刚度，达到预设抗震烈度，降低减震成本的目的。公开号为CN101457553A的专利技术专利申请公开了一种“弹簧刚度可调式调谐质量减振器”，该减振器是一种复合阻尼器，通过改变质量块的厚度改变其特征频率，通过改变粘滞阻尼器的工作介质的流量改变其阻尼比，通过改变弹簧的有效工作长度改变其刚度，其中改变弹簧的有效工作长度的手段有三种，一是采用固化材料将弹簧位于固化筒内的一段固化，二是往螺旋弹簧的中心孔内塞入约束块，二者过盈配合，使与约束块接触的一段弹簧失效，三是在约束块表面设置螺旋状凸起，将螺旋状凸起卡在弹簧丝之间，使弹簧丝之间卡有螺旋状凸起的一段弹簧失效。由此可见，该专利申请方案中的弹簧虽然可改变刚度，但所述的弹簧不仅有效工作长度明显缩短，而且只能压缩耗能减振，不能拉伸耗能减振。另外，通过改变弹簧有效工作长度的方式来改变弹簧的刚度，调节范围受弹簧自身材质和形状的约束，调节范围十分有限。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种可调节早期刚度的螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器不仅保持了弹簧的有效工作长度，而且既可压缩耗能减振，又可拉伸耗能减振。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种可调节早期刚度的螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括两块端板，所述的两块端板之间设有圆柱形螺旋压缩弹簧，其中一块端板上设有导向杆，该导向杆沿所述圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔穿出另一端板；其特征在于，所述的两块端板之间还设有反压装置，该反压装置包括数量分别至少为三根的两组预压钢索、两块浮动压板和数量为所述两组预压钢索数量之和的钢索自锁张紧锚具，其中，所述的浮动压板分别套设在一块端板与圆柱形螺旋压缩弹簧之间的导向杆上；所述的钢索自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：A)所述的第一自定心锁紧夹具具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3-5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3-5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外侧，且第二锥形夹爪小头与第一锥形夹爪小头的指向一致；所述的平面轴承位于所述张紧螺套与锥套之间，所述的防扭压缩弹簧设在张紧螺套的内孔中；当预压钢索由第一锥形夹爪的爪片之间经防扭压缩弹簧与平面轴承的中心孔以及第二锥形夹爪的爪片之间穿出后，在预压钢索张力作用下，所述防扭压缩弹簧的一头作用在第一锥形夹爪上，另一头作用在锥套上；所述的两组预压钢索分别绕导向杆的轴线以直线状态对称分布于所述圆柱形螺旋压缩弹簧的四周，且，每一组预压钢索的一头分别固定在一块浮动压板上，另一头分别穿过另一块浮动压板由所述的钢索自锁张紧锚具锚固在与该另一块浮动压板相邻的端板上；所述的浮动压板上在穿过所述预压钢索的位置分别设有穿设该预压钢索的通孔，该通孔的孔径大于所穿设的预压钢索的直径；张紧两组预压钢索，使两块浮动压板之间的距离等于将圆柱形螺旋压缩弹簧压缩至预设早期刚度的长度。上述方案中，所述的预压钢索可以是钢丝绳，也可以是预应力钢铰线。本专利技术所述的可调节早期刚度的螺旋弹簧阻尼器，其中所述的预压钢索与浮动压板连接的一头可采用常规的方法锚固，也可采用类似于吊环螺钉或由钢筋弯曲的U形构件系接固定。为防止灰尘与其它杂物落到圆柱形螺旋压缩弹簧上而影响阻尼器的正常工作，本专利技术的一个改进方案是：所述反压装置外侧包设有一层橡胶的保护套，该保护套的两头分别与两块浮动压板的外周面粘接在一起。本专利技术所述的阻尼器可广泛用于各种一维隔震领域，如，机械设备内部振动的隔离、设备基础隔震、建筑结构的抗震加固、建筑基础隔震等。本专利技术所述的阻尼器具有如下有益效果：(1)仅需一只螺旋压缩弹簧就可使阻尼器无论所受轴向外力为正向还是反向，均能产生弹性变形而耗能，不仅节省了一只弹簧，而且大大的缩短了阻尼器的长度。(2)当动载荷大于阻尼器所设早期刚度的抵御能力时，双向弹性变形对称，因此外力载荷的正负方向的变化不影响其压缩变形而耗能的效果。(3)改变预压钢索的长度即可改变整个阻尼器的早期刚度，当早期刚度大于零时，外力在克服该早期刚度之前无法使阻尼器产生变形，因此将其用于建筑结构抗震时，可预设地震设防等级，显著降低隔震本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调节早期刚度的螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括两块端板，所述的两块端板之间设有圆柱形螺旋压缩弹簧，其中一块端板上设有导向杆，该导向杆沿所述圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔穿出另一端板；其特征在于，所述的两块端板之间还设有反压装置，该反压装置包括数量分别至少为三根的两组预压钢索、两块浮动压板和数量为所述两组预压钢索数量之和的钢索自锁张紧锚具，其中，所述的浮动压板分别套设在一块端板与圆柱形螺旋压缩弹簧之间的导向杆上；所述的钢索自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：A)所述的第一自定心锁紧夹具具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3‑5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3‑5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外侧，且第二锥形夹爪小头与第一锥形夹爪小头的指向一致；所述的平面轴承位于所述张紧螺套与锥套之间，所述的防扭压缩弹簧设在张紧螺套的内孔中；当预压钢索由第一锥形夹爪的爪片之间经防扭压缩弹簧与平面轴承的中心孔以及第二锥形夹爪的爪片之间穿出后，在预压钢索张力作用下，所述防扭压缩弹簧的一头作用在第一锥形夹爪上，另一头作用在锥套上；所述的两组预压钢索分别绕导向杆的轴线以直线状态对称分布于所述圆柱形螺旋压缩弹簧的四周，且，每一组预压钢索的一头分别固定在一块浮动压板上，另一头分别穿过另一块浮动压板由所述的钢索自锁张紧锚具锚固在与该另一块浮动压板相邻的端板上；所述的浮动压板上在穿过所述预压钢索的位置分别设有穿设该预压钢索的通孔，该通孔的孔径大于所穿设的预压钢索的直径；张紧两组预压钢索，使两块浮动压板之间的距离等于将圆柱形螺旋压缩弹簧压缩至预设早期刚度的长度。...

【技术特征摘要】
1.一种可调节早期刚度的螺旋弹簧阻尼器，该阻尼器包括两块端板，所述的两块端板之间设有圆柱形螺旋压缩弹簧，其中一块端板上设有导向杆，该导向杆沿所述圆柱形螺旋压缩弹簧的中心孔穿出另一端板；其特征在于，所述的两块端板之间还设有反压装置，该反压装置包括数量分别至少为三根的两组预压钢索、两块浮动压板和数量为所述两组预压钢索数量之和的钢索自锁张紧锚具，其中，所述的浮动压板分别套设在一块端板与圆柱形螺旋压缩弹簧之间的导向杆上；所述的钢索自锁张紧锚具由第一自定心锁紧夹具、第二自定心锁紧夹具、防扭压缩弹簧和平面轴承组成，其中：A)所述的第一自定心锁紧夹具具有一连接座，该连接座一端的中部设有轴向延伸的圆柱形凸台，该凸台的体内沿轴心线设有由3-5瓣爪片组成的第一锥形夹爪，外周面套设有张紧螺套；其中，所述第一锥形夹的小头指向连接座，所述张紧螺套的外周面为正六边形；B)所述的第二自定心锁紧夹具具有一锥套，该锥套的体内沿轴线依次设有由3-5瓣爪片组成的第二锥形夹爪和空心螺栓，其中，所述的空心螺栓的头部与第二锥形夹爪的大头相对，所述锥套的外周面为正六边形；C)所述的平面轴承由滚珠—保持架组件和分别设在张紧螺套与锥套相对的端面上的环形滚道构成，其中所述的环形滚道与滚珠—保持架组件中的滚珠相匹配；D)所述第二自定心锁紧夹具位于所述张紧螺套头部的外侧，且第二锥形夹爪小头与第一锥形夹爪小头的指向一致；所述的平面轴承位于所述张紧螺套与锥...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈珊，胡济福，胡济全，
申请(专利权)人：安徽信泽科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34