调谐质量阻尼器制造技术

本实用新型专利技术提供一种调谐质量阻尼器，质量体与一级安装板沿X方向滑动连接，一级安装板与二级安装板沿Y方向滑动连接；在二级安装板上，与质量体四个侧面相对应的位置固设有支撑架，或者在二级安装板和一级安装板上，与质量体四个侧面相对应的位置固设有支撑架；质量体与四个支撑架之间设有弹簧；在质量体与X方向至少一个支撑架之间设有可调阻尼器，在质量体与Y方向至少一个支撑架之间设有可调阻尼器；或者在质量体、一级安装板和二级安装板之间设有可调阻尼器。通过采用上述的结构，能够实现X向和Y向的阻尼减振，且受力结构良好，有害分力较小。能够通过改变参数，实现阻尼的主动调节。尤其适用于减震及抗风领域和结构振动控制领域。

Tuned mass damper

【技术实现步骤摘要】
调谐质量阻尼器
本技术涉及工程构建物阻尼器减振领域，特别是一种阻尼可调的调谐质量阻尼器。
技术介绍
历史上，在法国曾发生过军队通过桥梁时共振引起桥梁垮塌的事故；在美国，因为飓风引起塔科马海峡桥的振动，发生过桥梁垮塌的事故。科学家们研究技术一些振动控制技术来减少结构振动的不良影响。振动控制技术能降低振动的传递率；能减弱结构振动强度，并能减低噪声；采用阻尼器或者吸振器能将结构振动能量转移或者消耗掉。曾用的技术有TMD、TLD和MRD。调谐质量阻尼器（TMD）、调谐液体阻尼器（TLD）磁流变液阻尼器（MRD）。调谐质量阻尼器（TMD）的卓越减震性能，受到工程界的广泛关注，其主要原理是在附加结构中放置较大的质量，并附加一定的刚度和阻尼，通过调节附属结构的自振频率，降低结构频率，以达到减震效果。传统调谐质量阻尼器（TMD）的减震性能和自身质量与被控结构的质量比有关，但是受限于安装空间等因素，其设计质量往往局限于有限的范围内。并且在结构体出现荡秋千工况时，传统调谐质量阻尼器（TMD）减振效果很差，将无法达到预期减振效果。中国专利文献CN203546936U记载了一种平面无指向360度TMD，能够实现平面各方向的减振效果，但是该结构存在以下问题：1、该结构中X向和Y向的质量差异较大，影响减振效果。2、上层结构与下层结构的受力结构不同，在振动过程中容易产生较大的有害分力，造成装置倾覆或构件损坏。3、该结构的振幅无法调节，难以应对不同的工况。4、未能解决荡秋千工况的减振问题。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种调谐质量阻尼器，能够同时实现平面全方位的惯性质量和阻尼减振；优选的方案中，阻尼为可调节的结构，且能够克服荡秋千工况时，传统调谐质量阻尼器减振效果差的问题。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种调谐质量阻尼器，质量体与一级安装板沿X方向滑动连接，一级安装板与二级安装板沿Y方向滑动连接；在二级安装板上，与质量体四个侧面相对应的位置固设有支撑架，或者在二级安装板和一级安装板上，与质量体四个侧面相对应的位置固设有支撑架；质量体与四个支撑架之间设有弹簧；在质量体与X方向至少一个支撑架之间设有可调阻尼器，在质量体与Y方向至少一个支撑架之间设有可调阻尼器；或者在质量体、一级安装板和二级安装板之间设有可调阻尼器。优选的方案中，所述的质量体通过X向导轨与一级安装板滑动连接，一级安装板通过Y向导轨与二级安装板滑动连接；所述的弹簧为压缩安装状态；所述的可调阻尼器为阻尼可调的结构。优选的方案中，所述的可调阻尼器为电磁阻尼器，内筒与外筒之间滑动连接，在内筒端头设有滚珠套筒，在外筒远离内筒的一端固设有电机，电机输出轴与螺纹杆固定连接，螺纹杆可转动地支承在外筒内，螺纹杆与滚珠套筒螺纹连接；可调阻尼器的两端通过万向铰接结构与质量体和支撑架连接。优选的方案中，所述的电机为发电机，在发电机的输出端设有电流调节模块。优选的方案中，所述的电机中，转子可转动的安装在定子内，在定子设有第一绕组和第二绕组，第一绕组用于发电，第二绕组用于励磁；所述的转子为永磁转子或绕组励磁转子。优选的方案中，第一绕组的输出端与整流模块连接，整流模块与逆变模块连接，逆变模块与第二绕组连接；控制模块与逆变模块的栅极电连接；还设有测量绕组或转子角传感器，用于检测转子的转角，测量绕组或转子角传感器与控制模块连接；第一绕组和第二绕组沿圆周交错分布；或者第一绕组和第二绕组沿轴向分布。优选的方案中，所述的可调阻尼器为电涡流阻尼器，在质量体的底部固设有多个永磁铁和/或电磁铁，在二级安装板的顶部固设有多个永磁铁和/或电磁铁；一级安装板的材质为铜。优选的方案中，在二级安装板上，与质量体四个侧面相对应的位置固设有阻尼块安装架，阻尼块安装架上设有弹性阻尼块，在质量体相应位置设有碰撞块；所述的弹性阻尼块为HDR高阻尼橡胶。优选的方案中，在二级安装板上设有多个安装孔，以使阻尼块安装架与质量体之间的安装距离可调；支撑架与质量体之间的安装距离可调。优选的方案中，还设有无线接收装置，无线接收装置与可调阻尼器电连接。本技术提供的一种调谐质量阻尼器，通过采用上述的结构，能够实现X向和Y向的阻尼减振，且受力结构良好，有害分力较小。优选的方案中，能够通过改变控制参数，实现阻尼的在线主动调节，能够更好的吸收振动能量，减轻振动对结构的影响，进一步提高减振效果。采用的弹性碰撞减振结构，能够有效限制质量体的振幅，解决荡秋千工况的问题。本技术能够采用振动控制技术降低振动的传递率；能减弱结构振动强度，并能减低噪声；采用阻尼器或者吸振器能将结构振动能量转移或者消耗掉，具有较为明显的技术优势，尤其适用于减震及抗风领域和结构振动控制领域。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的主视示意图。图2为本技术的俯视示意图。图3为本技术的立体图。图4为本技术中可调阻尼器的结构示意图。图5为本技术中电机的结构示意图。图6为本技术的电路框图。图7为本技术中采用电涡流阻尼器的结构示意图。图8为本技术在实际构建物中应用时的结构示意图。图中：弹簧1，质量体2，可调阻尼器3，内筒31，滚珠套筒32，外筒33，螺纹杆34，电机35，定子351，转子352，第一绕组353，第二绕组354，测量绕组355，整流模块356，控制模块357，逆变模块358，支撑架4，碰撞块5，弹性阻尼块6，Y向导轨7，X向导轨8，阻尼块安装架9，一级安装板10，二级安装板11，永磁铁12，电磁铁13，无线接收装置14,加速度传感器15。具体实施方式如图1~3中，一种调谐质量阻尼器，质量体2与一级安装板10沿X方向滑动连接，一级安装板10与二级安装板11沿Y方向滑动连接；在二级安装板11上，与质量体2四个侧面相对应的位置固设有支撑架4，或者在二级安装板11和一级安装板10上，与质量体2四个侧面相对应的位置固设有支撑架4；即此处有两种连接方式，一是四个支撑架4均设置在二级安装板11上。二是，X方向的支撑架4设置在一级安装板10上，而Y方向的支撑架4设置在二级安装板11上，由此结构，便于X方向可调阻尼器3的安装和工作，因此当构建物存在最大摆动方向时，安装时将X方向与构建物最大摆动方向重合。质量体2与四个支撑架4之间设有弹簧1；在质量体2与X方向至少一个支撑架4之间设有可调阻尼器3，在质量体2与Y方向至少一个支撑架4之间设有可调阻尼器3；或者在质量体2、一级安装板10和二级安装板11之间设有可调阻尼器3。此处也是两种安装方式，一种是将可调阻尼器安装在质量体2与支撑架4之间。另一种是将可调阻尼器3安装在质量体2、一级安装板10和二级安装板11之间。由上述的结构改进，实现X方向和Y方向的减振，且受力结构较好，不存在质量体2倾覆的风险。而且四个支撑架4均安装在二级安装板11上，使X方向和Y方向的振动质量大致相同，提高了减振的效果。或者具有一个最优减振方向，能够适应构建物存在最大摆动方向的场合。优选的方案如图1~3中，所述的质量体2通过X向导轨8与一级安装板10滑动连接，一级安装板10通过Y向导轨7与二级安装板11滑动连接；优选的，所述的弹簧1为压缩安装状态；进一步优选的，弹本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种调谐质量阻尼器，其特征是：质量体（2）与一级安装板（10）沿X方向滑动连接，一级安装板（10）与二级安装板（11）沿Y方向滑动连接；在二级安装板（11）上，与质量体（2）四个侧面相对应的位置固设有支撑架（4），或者在二级安装板（11）和一级安装板（10）上，与质量体（2）四个侧面相对应的位置固设有支撑架（4）；质量体（2）与四个支撑架（4）之间设有弹簧（1）；在质量体（2）与X方向至少一个支撑架（4）之间设有可调阻尼器（3），在质量体（2）与Y方向至少一个支撑架（4）之间设有可调阻尼器（3）；或者在质量体（2）、一级安装板（10）和二级安装板（11）之间设有可调阻尼器（3）。

【技术特征摘要】
1.一种调谐质量阻尼器，其特征是：质量体（2）与一级安装板（10）沿X方向滑动连接，一级安装板（10）与二级安装板（11）沿Y方向滑动连接；在二级安装板（11）上，与质量体（2）四个侧面相对应的位置固设有支撑架（4），或者在二级安装板（11）和一级安装板（10）上，与质量体（2）四个侧面相对应的位置固设有支撑架（4）；质量体（2）与四个支撑架（4）之间设有弹簧（1）；在质量体（2）与X方向至少一个支撑架（4）之间设有可调阻尼器（3），在质量体（2）与Y方向至少一个支撑架（4）之间设有可调阻尼器（3）；或者在质量体（2）、一级安装板（10）和二级安装板（11）之间设有可调阻尼器（3）。2.根据权利要求1所述的一种调谐质量阻尼器，其特征是：所述的质量体（2）通过X向导轨（8）与一级安装板（10）滑动连接，一级安装板（10）通过Y向导轨（7）与二级安装板（11）滑动连接；所述的弹簧（1）为压缩安装状态；所述的可调阻尼器（3）为阻尼可调的结构。3.根据权利要求1所述的一种调谐质量阻尼器，其特征是：所述的可调阻尼器（3）为电磁阻尼器，内筒（31）与外筒（33）之间滑动连接，在内筒（31）端头设有滚珠套筒（32），在外筒（33）远离内筒（31）的一端固设有电机（35），电机（35）输出轴与螺纹杆（34）固定连接，螺纹杆（34）可转动地支承在外筒（33）内，螺纹杆（34）与滚珠套筒（32）螺纹连接；可调阻尼器（3）的两端通过万向铰接结构与质量体（2）和支撑架（4）连接。4.根据权利要求3所述的一种调谐质量阻尼器，其特征是：所述的电机（35）为发电机，在发电机的输出端设有电流调节模块。5.根据权利要求3所述的一种调谐质量阻尼器，其特征是：所述的电机（35）中，转子（352）可转动的安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永涛，朱宏平，黄灿，沈文爱，刘修成，彭轶文，荀东亮，肖智中，朱浩，徐杰，王紫超，周仁忠，项梁，郑建新，翁方文，李浩，陈飞翔，胡伟，曹高威，
申请(专利权)人：中交第二航务工程局有限公司，华中科技大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42