本發(fā)明屬于振動控制，尤其涉及一種含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器。

背景技術(shù)：

1、高聳設(shè)備包括高塔設(shè)備、煙囪、風電塔筒等，廣泛應(yīng)用于石油化工、風電行業(yè)。高聳設(shè)備結(jié)構(gòu)通常為圓柱結(jié)構(gòu)，橫截面積小，高徑比大，是典型的高柔結(jié)構(gòu)，容易受風載荷的影響。高聳設(shè)備在風載荷作用下存在兩個方向的振動：一種是順風向的振動，順風振動的方向與風的流向一致；另一種是橫風向的振動，橫風振動的方向與風的方向垂直，其中后者對設(shè)備產(chǎn)生的破壞性更大。發(fā)生橫風共振時，會導致高聳設(shè)備彎曲、傾斜，影響正常運行，嚴重時，引發(fā)設(shè)備疲勞破壞，甚至倒塌。因此，對高聳設(shè)備進行振動控制十分重要。

2、調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(tuned?mass?damper)是一種被動式振動控制系統(tǒng)，當前已廣泛的應(yīng)用于高層建筑和工程中。tmd主要由質(zhì)量塊，彈簧，阻尼組成。其工作原理為：通過調(diào)節(jié)系統(tǒng)參數(shù)，將tmd的固有頻率調(diào)整至接近主結(jié)構(gòu)所控振型的頻率。在風載荷作用下，主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振時，tmd會因質(zhì)量塊的慣性和彈簧所產(chǎn)生的回復力產(chǎn)生與主結(jié)構(gòu)反向的共振行為。從而在振動過程中，吸收主結(jié)構(gòu)振動的能量，減輕主結(jié)構(gòu)的振動。

3、在實際工程中，對于高聳設(shè)備常采用懸吊質(zhì)量塊的方案，tmd中的質(zhì)量對于減振性能影響極大，但質(zhì)量塊質(zhì)量過大會提高安裝成本，質(zhì)量塊質(zhì)量過小會降低減振效果。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明目的在于提供一種含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，以解決上述的技術(shù)問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器的具體技術(shù)方案如下：

3、一種含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，包括主體結(jié)構(gòu)、懸吊支架、懸吊鋼絲繩、環(huán)形質(zhì)量塊、彈簧支座、鋼絲繩隔振器、慣容單元和變向裝置，主體結(jié)構(gòu)上設(shè)置均布的墊板，使所述懸吊支架、彈簧支座和變向裝置可以焊接于主體結(jié)構(gòu)上；所述懸吊鋼絲繩上端與懸吊支架相連，下端連接環(huán)形質(zhì)量塊；所述環(huán)形質(zhì)量塊與鋼絲繩隔振器、慣容單元連接；所述鋼絲繩隔振器另一端通過彈簧支座與主體結(jié)構(gòu)相連，所述慣容單元通過變向裝置與主體結(jié)構(gòu)相連。

4、進一步的，所述鋼絲繩隔振器與慣容單元呈并聯(lián)形式。

5、進一步的，所述環(huán)形質(zhì)量塊包括多個質(zhì)量子塊，多個質(zhì)量子塊圍合成圓環(huán)形。

6、進一步的，所述質(zhì)量子塊內(nèi)側(cè)設(shè)置有懸吊板，用于連接懸吊鋼絲繩；所述質(zhì)量子塊上設(shè)置有多個螺栓孔供鋼絲繩隔振器與慣容單元連接；所述質(zhì)量子塊設(shè)置有連接板，使質(zhì)量子塊通過連接件相連。

7、進一步的，所述連接件為螺栓螺母。

8、進一步的，所述慣容單元采用齒輪齒條式慣容，包括兩個小齒輪、、一個大齒輪、兩個轉(zhuǎn)軸、、飛輪、齒條、安裝框架、連接裝置、限位裝置；所述小齒輪與大齒輪安裝于轉(zhuǎn)軸上，所述小齒輪與大齒輪嚙合，所述小齒輪與飛輪安裝于轉(zhuǎn)軸上，所述小齒輪與傳動齒條嚙合傳動。

9、進一步的，受到風載荷作用時，所述傳動齒條在齒條槽內(nèi)沿軸線方向滑動，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，在同一轉(zhuǎn)軸上的大齒輪同時轉(zhuǎn)動，帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸上的飛輪隨小齒輪同時開始旋轉(zhuǎn)，為整個慣容單元提供慣性力。

10、進一步的，所述變向裝置包括多個萬向鉸，所述變向裝置安裝于主體結(jié)構(gòu)與慣容單元之間，所述變向裝置用于實現(xiàn)多方向的轉(zhuǎn)動。

11、進一步的，當實際風向與阻尼器設(shè)計安裝角度有所偏差時，所述變向裝置通過在圓周方向進行轉(zhuǎn)動，調(diào)整慣容單元的角度，使阻尼器相對于主體結(jié)構(gòu)可以相對自由的運動。

12、本發(fā)明的一種含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器具有以下優(yōu)點：

13、本發(fā)明的鋼絲繩隔振器同時具有傳統(tǒng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的彈簧元件與阻尼元件的功能，節(jié)省了安裝空間，增加了齒輪齒條式慣容，利用慣容單元的質(zhì)量放大特性，可以在保證減振性能前提下大幅降低減振裝置所需質(zhì)量，通過變向裝置，可以應(yīng)對不同方向的風載荷。

技術(shù)特征：

1.一種含鋼絲繩隔振器（6）的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，包括主體結(jié)構(gòu)（1）、懸吊支架（2）、懸吊鋼絲繩（3）、環(huán)形質(zhì)量塊（4）、彈簧支座（7）、鋼絲繩隔振器（6）、慣容單元（8）和變向裝置（9），其特征在于，主體結(jié)構(gòu)（1）上設(shè)置均布的墊板，使所述懸吊支架（2）、彈簧支座（7）和變向裝置（9）可以焊接于主體結(jié)構(gòu)（1）上；所述懸吊鋼絲繩（3）上端與懸吊支架（2）相連，下端連接環(huán)形質(zhì)量塊（4）；所述環(huán)形質(zhì)量塊（4）與鋼絲繩隔振器（6）、慣容單元（8）連接；所述鋼絲繩隔振器（6）另一端通過彈簧支座（7）與主體結(jié)構(gòu)（1）相連，所述慣容單元（8）通過變向裝置（9）與主體結(jié)構(gòu)（1）相連。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述鋼絲繩隔振器（6）與慣容單元（8）呈并聯(lián)形式。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述環(huán)形質(zhì)量塊（4）包括多個質(zhì)量子塊（401），多個質(zhì)量子塊（401）圍合成圓環(huán)形。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述質(zhì)量子塊（401）內(nèi)側(cè)設(shè)置有懸吊板（402），用于連接懸吊鋼絲繩（3）；所述質(zhì)量子塊（401）上設(shè)置有多個螺栓孔（4011）供鋼絲繩隔振器（6）與慣容單元（8）連接；所述質(zhì)量子塊（401）設(shè)置有連接板（403），使質(zhì)量子塊（401）通過連接件（5）相連。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述連接件（5）為螺栓螺母。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述慣容單元（8）采用齒輪齒條（807）式慣容，包括小齒輪一（801）、小齒輪二（802）、一個大齒輪（803）、轉(zhuǎn)軸一（804）、轉(zhuǎn)軸二（805）、飛輪（806）、齒條（807）、安裝框架（808）、連接裝置（809）、限位裝置（810）；其中小齒輪一（801）與大齒輪（803）安裝于轉(zhuǎn)軸上，小齒輪二（802）與大齒輪（803）嚙合，小齒輪一（801）與飛輪（806）安裝于轉(zhuǎn)軸二（805）上，小齒輪一（801）與傳動齒條（807）嚙合傳動。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，受到風載荷作用時，傳動齒條（807）在齒條（807）槽內(nèi)沿軸線方向滑動，帶動小齒輪一（801）轉(zhuǎn)動，在轉(zhuǎn)軸一（804）上的大齒輪（803）同時轉(zhuǎn)動，帶動小齒輪二（802）轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸二（805）上的飛輪（806）隨小齒輪二（802）同時開始旋轉(zhuǎn)，為整個慣容單元（8）提供慣性力。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，所述變向裝置（9）包括多個萬向鉸，所述變向裝置（9）安裝于主體結(jié)構(gòu)（1）與慣容單元（8）之間，所述變向裝置（9）用于實現(xiàn)多方向的轉(zhuǎn)動。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，其特征在于，當實際風向與阻尼器設(shè)計安裝角度有所偏差時，所述變向裝置（9）通過在圓周方向進行轉(zhuǎn)動，調(diào)整慣容單元（8）的角度，使阻尼器相對于主體結(jié)構(gòu)（1）可以相對自由的運動。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于振動控制技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種含鋼絲繩隔振器的調(diào)諧慣容質(zhì)量阻尼器，包括主體結(jié)構(gòu)、懸吊支架、懸吊鋼絲繩、環(huán)形質(zhì)量塊、彈簧支座、鋼絲繩隔振器、慣容單元和變向裝置，懸吊支架、彈簧支座和變向裝置焊接于主體結(jié)構(gòu)上；懸吊鋼絲繩上端與懸吊支架相連，下端連接環(huán)形質(zhì)量塊；環(huán)形質(zhì)量塊與鋼絲繩隔振器、慣容單元連接；鋼絲繩隔振器另一端通過彈簧支座與主體結(jié)構(gòu)相連，慣容單元通過變向裝置與主體結(jié)構(gòu)相連。本發(fā)明同時具有傳統(tǒng)調(diào)諧質(zhì)量阻尼器的彈簧元件與阻尼元件的功能，節(jié)省了安裝空間，增加了齒輪齒條式慣容，利用慣容單元的質(zhì)量放大特性，在保證減振性能前提下大幅降低減振裝置所需質(zhì)量，通過變向裝置，應(yīng)對不同方向的風載荷。

技術(shù)研發(fā)人員：丁振宇,白希嵐,孫陶然,潘豪杰,陳朔
受保護的技術(shù)使用者：浙江工業(yè)大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6