本發(fā)明涉及一種旋葉式粘滯阻尼器，尤其涉及一種裝配放大裝置的旋葉式粘滯阻尼器，結(jié)合了粘滯阻尼器和齒輪傳動(dòng)式位移/速度放大裝置的優(yōu)點(diǎn)，有效提高了阻尼器減震效果。屬于土木結(jié)構(gòu)（包括高層建筑、高聳結(jié)構(gòu)等）振動(dòng)控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年來，基礎(chǔ)隔震、消能減震以及調(diào)諧減震控制等被動(dòng)控制技術(shù)由于其概念簡(jiǎn)單、機(jī)理明確、造價(jià)較低、減震效果顯著而在國(guó)內(nèi)外土木工程中得到廣泛應(yīng)用。其中，粘滯阻尼器以其經(jīng)濟(jì)性好、適用性好，維護(hù)費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，受到了廣大土木工程研究人員的重視。

常見的粘滯阻尼器為液壓油缸孔隙式阻尼器，由套筒、活塞、油封、阻尼孔、導(dǎo)桿和粘滯流體等組成。作用機(jī)理是當(dāng)活塞在缸筒內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)，由于活塞前后的壓力差使粘滯流體從油室穿過節(jié)流孔的減速作用產(chǎn)生粘滯阻尼力做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能，從而達(dá)到吸收外界能量的目的，因此可廣泛應(yīng)用于減震、緩沖、耗能的場(chǎng)合。。

但是目前的粘滯阻尼器仍存在一定的不足：（1）早期的粘滯阻尼器通常為單出桿形式，當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于實(shí)際上油缸內(nèi)粘滯流體的體積為可壓縮材料，使得當(dāng)活塞桿抽出時(shí)，被抽出的這部分活塞桿在油缸內(nèi)所占據(jù)的體積無法立刻得到補(bǔ)償，油缸內(nèi)會(huì)產(chǎn)生真空現(xiàn)象，使活塞桿不能繼續(xù)運(yùn)動(dòng);當(dāng)活塞桿回縮時(shí)，原來在活塞另一側(cè)油缸的粘滯流體部分進(jìn)入油缸內(nèi)，而油缸的容積沒有增大，從而導(dǎo)致頂死現(xiàn)象；（2）由試驗(yàn)得知，阻尼器在小行程條件下阻尼器的阻尼力達(dá)不到由阻尼器理論公式給出的性能，無法達(dá)到在地震作用下很小位移時(shí)提供如理論公式計(jì)算所得的非常高的阻尼比，存在非常明顯有類似與彈簧串聯(lián)顯示彈簧剛度不足的現(xiàn)象，無法表現(xiàn)純粘性的力學(xué)行為。因此，在現(xiàn)有粘滯阻尼器的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)，采用連接齒輪傳動(dòng)式放大裝置的外側(cè)開孔旋葉式粘滯阻尼器，可消除頂死現(xiàn)象并在一定程度上放大位移提高阻尼比，這對(duì)于實(shí)際工程的減震控制具有重大的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決粘滯阻尼器的活塞桿件導(dǎo)致的油缸內(nèi)真空現(xiàn)象以及頂死現(xiàn)象，同時(shí)放大阻尼器與其中液體的相對(duì)位移以及相對(duì)速度，本發(fā)明提出的目的在于提供一種旋葉式粘滯阻尼器，該裝置在發(fā)揮傳統(tǒng)粘滯阻尼器的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用齒輪間的傳動(dòng)關(guān)系作為阻尼器的觸發(fā)裝置，并同時(shí)放大了建筑物振動(dòng)的位移和速度，基于傳統(tǒng)粘滯阻尼器的作用機(jī)制，增加耗能，達(dá)到更好的減振效果。在風(fēng)或/和地震等作用下，通過齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ)/樓層的相對(duì)位移，利用傳動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)葉片之間的半徑比，對(duì)阻尼器箱體中葉片外側(cè)線位移進(jìn)行放大，箱體內(nèi)部粘滯流體被迫在短時(shí)間內(nèi)以較大的流速通過流通孔，從而產(chǎn)生較大的阻尼力，增加減振耗能的效果。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下方案：

一種旋葉式粘滯阻尼器,包括圓柱形箱體1、旋轉(zhuǎn)軸2、粘滯液體3、阻尼器連接件4、旋轉(zhuǎn)葉片5、流通孔6、傳動(dòng)齒輪7和輸入桿8，其中：圓柱形箱體1內(nèi)裝有粘滯液體3，旋轉(zhuǎn)軸2一端伸入圓柱形箱體１內(nèi)，另一端位于圓柱形箱體１外，旋轉(zhuǎn)軸2通過引接口安裝在圓柱形箱體1上；位于圓柱形箱體1內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸2上安裝有一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片5，所述旋轉(zhuǎn)葉片5的邊緣開有一圈圓形流通孔6；旋轉(zhuǎn)軸2另一端連接傳動(dòng)齒輪7，所述傳動(dòng)齒輪7與輸入桿８相互嚙合，旋轉(zhuǎn)葉片5的半徑應(yīng)大于傳動(dòng)齒輪7的半徑，在風(fēng)或/和地震等作用下，通過箱體內(nèi)部粘滯流體被迫在短時(shí)間內(nèi)通過流通孔６產(chǎn)生一定流速，增加耗能。

本發(fā)明中，圓柱形箱體1的半徑為200mm，高為800mm；傳動(dòng)齒輪7的半徑為50mm；旋轉(zhuǎn)軸2的半徑為25mm，長(zhǎng)度為900mm；旋轉(zhuǎn)葉片5的長(zhǎng)為800mm，寬為200mm。

本發(fā)明中，圓柱形箱體1材料與旋轉(zhuǎn)葉片5的材料均為耐腐蝕性鋼材。

本裝置對(duì)于齒輪和葉片的半徑大小關(guān)系有固定的要求，即旋轉(zhuǎn)葉片5的半徑應(yīng)大于傳動(dòng)齒輪7的半徑。在風(fēng)或/和地震等作用下，與建筑物基礎(chǔ)或樓層連接的輸入桿8將帶動(dòng)傳動(dòng)齒輪7以及旋轉(zhuǎn)葉片5轉(zhuǎn)動(dòng)，利用上述齒輪和葉片的半徑大小關(guān)系，旋轉(zhuǎn)葉片5邊緣的線位移以及線速度被放大，并帶動(dòng)箱體內(nèi)部粘滯流體在短時(shí)間內(nèi)以較大的流速通過流通孔，使裝置具有更好的減振耗能效果。

本發(fā)明中，所述傳動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)葉片的半徑比為1:4，傳動(dòng)齒輪的半徑為50mm。

本發(fā)明中，所述粘滯液體為硅油或硅膠。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)如下：

1.裝配放大裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)地震作用下剪切變形產(chǎn)生的位移/速度的放大，增大粘滯阻尼器的耗能效果，有效提高建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制效率，提高抗震效果。

2.粘滯阻尼器內(nèi)部采用帶有流通孔的旋葉式結(jié)構(gòu)，在葉片旋轉(zhuǎn)時(shí)油缸內(nèi)不會(huì)產(chǎn)生真空，避免頂死現(xiàn)象。

3.本發(fā)明阻尼器箱體單元構(gòu)造形式簡(jiǎn)單，可以根據(jù)基本結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)設(shè)置不同的組合方式，使阻尼器布置位置更為靈活，適用于不同方向的地震作用，以達(dá)到較好的減震效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明旋葉式粘滯阻尼器正立面圖；

圖2為本發(fā)明旋葉式粘滯阻尼器側(cè)立面圖；

圖3為本發(fā)明旋葉式粘滯阻尼器側(cè)視圖。

圖中標(biāo)號(hào)：1為圓柱形箱體、2為旋轉(zhuǎn)軸、3為粘滯液體、4為阻尼器連接件、5為旋轉(zhuǎn)葉片、6為流通孔、7為傳動(dòng)齒輪，8為輸入桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

實(shí)施例1：如圖1所示，為本發(fā)明的一種旋葉式粘滯阻尼器實(shí)施例，其主要包括齒輪傳動(dòng)式放大裝置和旋葉式阻尼器。齒輪傳動(dòng)放大裝置由旋轉(zhuǎn)軸2、阻尼器連接件4、傳動(dòng)齒輪7和輸入桿8，旋葉式粘滯阻尼器由圓柱形箱體1、粘滯液體3、旋轉(zhuǎn)葉片5、流通孔6組成。

圓柱形箱體1的半徑為200mm，長(zhǎng)為800mm，其內(nèi)部裝有粘滯液體3；旋轉(zhuǎn)軸2的半徑為25mm，長(zhǎng)度為900mm，通過引接口安裝在箱體1上；旋轉(zhuǎn)軸2位于箱體1內(nèi)部的部分，可安裝一個(gè)或多個(gè)旋轉(zhuǎn)葉片5，旋轉(zhuǎn)葉片5的長(zhǎng)為800mm,寬為200mm，其邊緣開有一圈圓形流通孔6；旋轉(zhuǎn)軸2位于箱體1外部的部分，連接傳動(dòng)齒輪7，其半徑為500mm；所述傳動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)葉片的半徑比為1:4。設(shè)置于建筑物基礎(chǔ)或樓層上的輸入桿8上設(shè)置有與傳動(dòng)齒輪7相互嚙合的齒結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)二者的嚙合。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種旋葉式粘滯阻尼器，包括齒輪傳動(dòng)放大裝置和旋葉式粘滯阻尼器。齒輪傳動(dòng)放大裝置由閉式防護(hù)殼、阻尼器連接件、加速傳動(dòng)系統(tǒng)和輸入桿組成：阻尼器連接件上設(shè)有引接口和旋轉(zhuǎn)軸；輸入桿上部設(shè)有一排曲率較大的齒結(jié)構(gòu)；加速傳動(dòng)系統(tǒng)由輸入桿齒結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)齒輪和旋轉(zhuǎn)葉片組成，輸入桿齒結(jié)構(gòu)與傳動(dòng)齒輪相嚙合，傳動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)葉片同軸旋轉(zhuǎn)。旋葉式粘滯阻尼器由圓柱形封閉箱體、箱體內(nèi)部的粘滯液體和外側(cè)開有流通孔的旋轉(zhuǎn)葉片組成。在風(fēng)或/和地震等作用下，通過齒輪傳動(dòng)基礎(chǔ)/樓層的相對(duì)位移，設(shè)置傳動(dòng)齒輪與旋轉(zhuǎn)葉片的半徑比對(duì)葉片外側(cè)線位移進(jìn)行放大，箱體內(nèi)部粘滯流體被迫在短時(shí)間內(nèi)通過流通孔產(chǎn)生一定流速進(jìn)行耗能。本發(fā)明在建筑結(jié)構(gòu)變形較小或變形較慢時(shí)，能夠有效提高建筑結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制效率。

技術(shù)研發(fā)人員：魯正;李依文;王梓芃;周中通
受保護(hù)的技術(shù)使用者：同濟(jì)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.04.14
技術(shù)公布日：2017.07.14