用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置以及調(diào)諧質(zhì)量減振裝置制造方法
【專利摘要】一種用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述螺旋彈簧在第一方向上壓縮和伸長(zhǎng)，所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括：支承座，所述支承座至少具有在第二方向上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)支撐部，所述支撐部沿所述第一方向延伸，并且所述第二方向垂直于所述第一方向，所述螺旋彈簧的一個(gè)端部置于所述兩個(gè)支撐部之間，其中每一個(gè)支撐部上設(shè)置有至少一個(gè)卡口，一個(gè)支撐部上的卡口與另一個(gè)支撐部上的對(duì)應(yīng)的卡口在所述第二方向上相對(duì)布置；卡板，卡板的一端支撐在一個(gè)支撐部上的卡口上，而卡板的另一端則支撐在另一個(gè)支撐部上對(duì)應(yīng)的卡口上，且所述卡板適于穿過(guò)位于所述兩個(gè)支撐部之間的螺旋彈簧。
【專利說(shuō)明】用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置以及調(diào)諧質(zhì)量減振裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)減振控制領(lǐng)域，尤其涉及一種螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置一種調(diào)諧質(zhì)量減振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]調(diào)諧質(zhì)量阻尼器(Tuned Mass Damper,簡(jiǎn)稱TMD)采用調(diào)諧吸振的減振策略,是一種依靠在結(jié)構(gòu)某部位施加慣性質(zhì)量，并配以彈簧單元及阻尼單元，通過(guò)慣性質(zhì)量與主結(jié)構(gòu)控制振型諧振吸收及消耗主結(jié)構(gòu)振動(dòng)能量的減振裝置。
[0003]由于TMD對(duì)建筑功能影響較小，僅占用較少部分的建筑空間，且便于安裝檢修與更換，廣泛應(yīng)用于人行天橋、大跨結(jié)構(gòu)豎向振動(dòng)控制及高層結(jié)構(gòu)的風(fēng)振響應(yīng)控制，有著較好的工程應(yīng)用前景。
[0004]TMD對(duì)于調(diào)諧頻率較為敏感，頻率失調(diào)會(huì)明顯降低TMD的有效性，甚至對(duì)受控結(jié)構(gòu)帶來(lái)不利影響，現(xiàn)有TMD減振裝置的彈簧單元一旦安裝完成剛度很難調(diào)整，易產(chǎn)生頻率失調(diào)的問(wèn)題。另外，質(zhì)量塊豎向振動(dòng)過(guò)程中易發(fā)生側(cè)傾及擺動(dòng)，現(xiàn)有TMD雖采用導(dǎo)向桿等裝置一定程度上避免了側(cè)傾及擺動(dòng)，但裝置工作時(shí)產(chǎn)生了不同程度的噪聲污染，降低了 TMD裝置的適用性，同時(shí)，減振質(zhì)量塊的緊固螺栓一旦松動(dòng)，造成質(zhì)量的局部振動(dòng)，也會(huì)削弱TMD的減振控制效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服或緩解上述技術(shù)問(wèn)題中的至少一個(gè)方面，提出本發(fā)明。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提出了一種用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述螺旋彈簧在第一方向上壓縮和伸長(zhǎng)，所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括:支承座，所述支承座至少具有在第二方向上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)支撐部，所述支撐部沿所述第一方向延伸，并且所述第二方向垂直于所述第一方向，所述螺旋彈簧的一個(gè)端部置于所述兩個(gè)支撐部之間，其中每一個(gè)支撐部上設(shè)置有至少一個(gè)卡口，一個(gè)支撐部上的卡口與另一個(gè)支撐部上的對(duì)應(yīng)的卡口在所述第二方向上相對(duì)布置；卡板，卡板的一端支撐在一個(gè)支撐部上的卡口上，而卡板的另一端則支撐在另一個(gè)支撐部上對(duì)應(yīng)的卡口上，且所述卡板適于穿過(guò)位于所述兩個(gè)支撐部之間的螺旋彈簧。
[0007]可選的，所述兩個(gè)支撐部中的每一個(gè)為立板，所述立板可為弧形立板。
[0008]可選的，所述支承座為圓筒狀支承座。
[0009]有利的，所述卡板的一端設(shè)置有將卡板固定于支撐部上的鎖緊裝置；所述卡板的另一端設(shè)置有阻擋件，所述阻擋件在第一方向上的尺寸大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
[0010]可選的，所述鎖緊裝置包括:設(shè)置在卡板的一端上的螺桿以及與該螺桿配合的螺母，所述螺母的外徑大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
[0011]可選的，所述鎖緊裝置包括:從卡板的一端突出延伸的延伸部以及與該延伸件配合的鎖緊件，所述鎖緊件適于從平行于第二方向的位置旋轉(zhuǎn)到平行于第一方向的位置，且所述鎖緊件在第一方向上的長(zhǎng)度大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度，處于平行于第一方向的位置的鎖緊件與對(duì)應(yīng)的卡口形成十字形。
[0012]所述阻擋件可作為將卡板從卡口中抽離的操作件。
[0013]卡板的寬度可為螺旋彈簧的螺旋直徑的1/3-4/5。
[0014]在上述的剛度調(diào)節(jié)裝置中，每一個(gè)支撐部上設(shè)置有在第一方向上間隔開(kāi)的三個(gè)或更多卡口。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提出了一種調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，包括:質(zhì)量塊；剛度組件；阻尼組件；以及連接部，其中:所述剛度組件包括螺旋彈簧，螺旋彈簧在豎向方向上連接在質(zhì)量塊與連接部之間；所述剛度組件還包括上述的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述支承座固定在所述連接部上，所述第一方向即所述豎向方向。
[0016]可選的，所述質(zhì)量塊包括固定質(zhì)量部和可調(diào)質(zhì)量部，通過(guò)所述可調(diào)質(zhì)量部調(diào)節(jié)質(zhì)量塊的質(zhì)量。
[0017]可選的，所述剛度組件包括所述螺旋彈簧以及輔助彈簧；所述連接部包括第一連接板和第二連接板，所述支承座固定在所述第二連接板上，所述輔助彈簧布置在所述第一連接板與所述質(zhì)量塊之間。
[0018]可選的，所述調(diào)諧質(zhì)量減振裝置還包括:導(dǎo)向組件，所述導(dǎo)向組件引導(dǎo)所述質(zhì)量塊沿所述第一方向的移動(dòng)。
[0019]所述導(dǎo)向組件可包括:兩個(gè)導(dǎo)向側(cè)板，分別設(shè)置在質(zhì)量塊的兩側(cè)；多個(gè)導(dǎo)向輪，分別連接在所述質(zhì)量塊的與導(dǎo)向側(cè)板相對(duì)的一側(cè)，所述導(dǎo)向輪與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向側(cè)板接合以在質(zhì)量塊沿第一方向移動(dòng)時(shí)沿導(dǎo)向側(cè)板滾動(dòng)。
[0020]所述導(dǎo)向組件可包括:兩個(gè)導(dǎo)向桿；所述質(zhì)量塊的沿第二方向的兩端分別設(shè)置有沿第一方向的導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向桿穿過(guò)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔。有利的，所述導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有低摩擦系數(shù)的耐磨材料，諸如，石墨或聚四氟乙烯。有利的，所述導(dǎo)向孔內(nèi)涂敷有液體潤(rùn)滑油或皂基及非皂基潤(rùn)滑脂。可選的，所述導(dǎo)向孔與所述導(dǎo)向桿之間設(shè)置有套筒，所述套筒內(nèi)設(shè)置滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置滾珠，利用滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向桿與導(dǎo)向孔之間的相對(duì)移動(dòng)。
[0021]上述的調(diào)諧質(zhì)量減振裝置還可包括:封裝外箱，連接到所述連接部，并且與所述連接部一起構(gòu)成容納空間，所述質(zhì)量塊、剛度組件、阻尼組件容納在所述容納空間內(nèi)，其中，所述封裝外箱包括底壁和沿第一方向延伸且彼此相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁，所述兩個(gè)側(cè)壁中的每一個(gè)設(shè)置有機(jī)械壓片，機(jī)械壓片的一端連接到對(duì)應(yīng)的側(cè)壁，機(jī)械壓片的彈性另一端朝向底壁延伸且突出到容納空間中，且機(jī)械壓片的另一端適于基于所述質(zhì)量塊的擠壓而朝向?qū)?yīng)的側(cè)壁縮回?？蛇x的，所述機(jī)械壓片的另一端與底壁之間沿第一方向的距離大于所述質(zhì)量塊沿第一方向的高度。
[0022]本發(fā)明通過(guò)合理構(gòu)造提出了一種可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，該調(diào)諧質(zhì)量減振裝置可方便有效地實(shí)現(xiàn)剛度及質(zhì)量調(diào)節(jié)，提高了裝置對(duì)環(huán)境的適用性。導(dǎo)向裝置的設(shè)置及改進(jìn)成功解決了傳統(tǒng)TMD減振裝置的噪聲問(wèn)題，保證減振效果的同時(shí)降低了調(diào)諧質(zhì)量減振裝置使用過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響，且該調(diào)諧質(zhì)量減振裝置構(gòu)造簡(jiǎn)單，取材容易，加工方便，維護(hù)方便，具有較大的工程實(shí)用價(jià)值?！緦＠綀D】

【附圖說(shuō)明】
[0023]本發(fā)明的以上及其它目的和優(yōu)點(diǎn)當(dāng)結(jié)合附圖獲悉時(shí)將從以下優(yōu)選實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】變得更加清楚呈現(xiàn)，其中:
[0024]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的調(diào)諧減振裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施例的調(diào)諧減振裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3為根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)示例性實(shí)施例的調(diào)諧減振裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的剛度調(diào)節(jié)裝置的一個(gè)支撐部的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的剛度調(diào)節(jié)裝置的一個(gè)卡板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施例的封裝外箱的示意圖；
[0030]圖7為導(dǎo)向組件中使用的套筒的斷面圖。
[0031]圖中，1-固定質(zhì)量塊,2、21_可調(diào)質(zhì)量塊，3-阻尼元件,4、41、42_彈簧元件，5_固定端筒，6-卡板，7-卡孔，8-導(dǎo)向側(cè)板，81-導(dǎo)向桿，9-導(dǎo)向輪，10、101-緊固螺栓，11_連接部件一，12-連接部件二，15-結(jié)構(gòu)樓板，16-封裝外箱，17-機(jī)械壓片，18-套筒，19-滾珠。
【具體實(shí)施方式】
[0032]雖然將參照含有本發(fā)明的較佳實(shí)施例的附圖充分描述本發(fā)明，但在此描述之前應(yīng)了解本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可修改本文中所描述的發(fā)明，同時(shí)獲得本發(fā)明的技術(shù)效果。因此，須了解以上的描述對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言為一廣泛的揭示，且其內(nèi)容不在于限制本發(fā)明所描述的示例性實(shí)施例。
[0033]下面描述可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置的具體示例。
[0034]實(shí)施例一
[0035]如圖1所示，本發(fā)明提出的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置主要包括固定質(zhì)量塊1、可調(diào)質(zhì)量塊2、粘滯阻尼器3及螺旋彈簧4，其中可調(diào)質(zhì)量塊2通過(guò)焊接于固定質(zhì)量塊I上的固定螺桿10與固定質(zhì)量塊I螺栓連接，螺旋彈簧4伸入固定端筒5內(nèi)并固定于連接部件11 (可為梁式、板式或桁架式連接部件)，螺旋彈簧4另一端固定于質(zhì)量塊底部，固定端筒5上設(shè)有卡孔7 (固定端筒及卡板構(gòu)造示意見(jiàn)圖5、圖6)，卡板6通過(guò)固定端筒5上的卡孔7穿過(guò)彈簧4，導(dǎo)向輪9焊接于質(zhì)量塊I并預(yù)壓導(dǎo)向側(cè)板8。當(dāng)振動(dòng)發(fā)生時(shí)，質(zhì)量塊I及質(zhì)量塊2沿著導(dǎo)向側(cè)板8的豎直平面發(fā)聲上下振動(dòng)，同時(shí)螺旋彈簧4及粘滯阻尼器3產(chǎn)生豎向變形，調(diào)諧減振裝置開(kāi)始調(diào)諧吸振及阻尼耗能。
[0036]如圖1?圖3所述，本發(fā)明所涉及的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置與建筑結(jié)構(gòu)樓層樓板的連接方式是這樣的:方案一，將本發(fā)明所涉及的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置置于主體結(jié)構(gòu)樓板或樓層梁上方，將連接部件11 (可為梁式、板式或桁架式連接件)與主體結(jié)構(gòu)預(yù)設(shè)的預(yù)埋件通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接；方案二，將本發(fā)明所涉及的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置吊于樓板下方，此情況下，如圖1?圖3所述的裝置需倒置安裝，將連接部件11與樓板下表面或者樓層梁上預(yù)設(shè)的預(yù)埋件通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接。
[0037]本發(fā)明所涉及的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置可帶有自我保護(hù)裝置。自我保護(hù)裝置可采用附加式封裝外箱，如圖6所示，所述的附加式封裝外箱16可采用鋼板焊接而成，其中，封裝外箱底板可換成鋼桁架或鋼梁。封裝外箱16側(cè)壁內(nèi)側(cè)預(yù)留機(jī)械壓片17，當(dāng)質(zhì)量塊運(yùn)動(dòng)行程較大時(shí)機(jī)械壓片17被壓入封裝外箱16側(cè)壁的內(nèi)側(cè)的預(yù)留空腔內(nèi)，質(zhì)量塊的過(guò)大振動(dòng)受到機(jī)械壓片17與質(zhì)量塊間的摩擦限制得到削弱；大震或外力突然作用下，質(zhì)量塊振動(dòng)突然增大以致完全由機(jī)械壓片17的一側(cè)(例如上側(cè))運(yùn)動(dòng)到另一側(cè)(例如下側(cè))，此時(shí)機(jī)械壓片17凸出封裝外箱16側(cè)壁并卡住質(zhì)量塊，質(zhì)量塊將停止工作，避免過(guò)大振動(dòng)對(duì)主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利作用。所述的機(jī)械壓片17沿封裝外箱16側(cè)壁方向的剛度應(yīng)滿足在相當(dāng)于質(zhì)量塊全部重量的120%的外力作用時(shí)變形不超過(guò)3_。待可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置調(diào)試安裝完成，封裝外箱通過(guò)高強(qiáng)螺栓連接于主結(jié)構(gòu)，該連接應(yīng)能保證大震下高強(qiáng)螺栓及預(yù)埋件不會(huì)先于主體結(jié)構(gòu)破壞。封裝外箱16側(cè)壁可粘貼吸聲材料以進(jìn)一步減小噪聲。
[0038]本發(fā)明所涉及的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置在工程安裝調(diào)試過(guò)程中，以被控制對(duì)象(建筑結(jié)構(gòu))的卓越頻率為所述的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置的設(shè)計(jì)目標(biāo)，根據(jù)公式(I)計(jì)算所述的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置的振動(dòng)圓頻率，首先可通過(guò)調(diào)節(jié)卡板6在固定端筒5上的位置改變螺旋彈簧4的自由長(zhǎng)度實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置剛度的調(diào)節(jié)，其次通過(guò)增加或減少可調(diào)質(zhì)量塊2實(shí)現(xiàn)對(duì)總體質(zhì)量的微調(diào)，調(diào)試成功后方可固定完成安裝。本發(fā)明可方便實(shí)現(xiàn)調(diào)諧裝置的剛度及質(zhì)量調(diào)節(jié)，提高了調(diào)諧質(zhì)量減振裝置的魯棒性，一旦調(diào)試安裝僅需簡(jiǎn)單維護(hù)即可滿足使用要求，同時(shí)由導(dǎo)向輪與導(dǎo)向板構(gòu)成的導(dǎo)向裝置采用避免了傳統(tǒng)導(dǎo)向裝置工作過(guò)程中產(chǎn)生的噪聲污染問(wèn)題。
[0039]W 二 K/M 公式(I)
[0040]實(shí)施例二
[0041]如圖2所示，與具體實(shí)施例一不同的是，實(shí)施例二中的導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)向桿，不同于傳統(tǒng)導(dǎo)向桿的是，本發(fā)明提出在導(dǎo)向桿81表面及質(zhì)量塊預(yù)設(shè)的導(dǎo)向孔內(nèi)增設(shè)隔離材料，具體可采用低摩擦系數(shù)的彈性材料或涂抹潤(rùn)滑材料，如:液體潤(rùn)滑油、皂基及非皂基潤(rùn)滑月旨、石墨、聚四氟乙烯等；亦可以采用套筒置于導(dǎo)向桿與導(dǎo)向孔之間，套筒18斷面如圖7所示，套筒內(nèi)設(shè)滑槽，導(dǎo)向桿通過(guò)套筒滑槽內(nèi)的滾珠19與導(dǎo)向孔接觸，實(shí)際工作中，導(dǎo)向桿沿著導(dǎo)向孔上下振動(dòng)，將傳統(tǒng)導(dǎo)向桿與導(dǎo)向孔的滑動(dòng)摩擦變?yōu)闈L動(dòng)摩擦。
[0042]實(shí)施例三
[0043]如圖3所示，與具體實(shí)施例一不同的是，本發(fā)明提出的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置采用雙層對(duì)稱的8組彈簧，質(zhì)量塊I及質(zhì)量塊2置于彈簧4及彈簧41之間，雙層彈簧的設(shè)置可有效地避免振動(dòng)過(guò)程中質(zhì)量塊的抖動(dòng)及傾覆，可實(shí)現(xiàn)自身導(dǎo)向而無(wú)需附加導(dǎo)向裝置，保證裝置減振控制效果的同時(shí)簡(jiǎn)化了構(gòu)造。該裝置與主體結(jié)構(gòu)連接時(shí)需根據(jù)建筑空間及裝置大小沿豎向在結(jié)構(gòu)布設(shè)位置設(shè)置支墩，支墩豎向剛度需滿足可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置工作時(shí)變形不大于2_。圖3中雖未示出，但是圖1和圖2中的導(dǎo)向裝置也可以應(yīng)用到圖3的示例中。
[0044]在以上的實(shí)施例中，例如，螺旋彈簧的螺距可以為5mm，而卡板的厚度可以為不小于3.5mm而不大于4.5mm。基于不同的螺距以及不同的負(fù)載要求，在保證必要的強(qiáng)度的情況下，卡板的厚度可以不同。
[0045]另外，因?yàn)榭ò逍枰┻^(guò)螺旋彈簧，所以，明顯的，卡板的寬度小于螺旋彈簧的螺旋直徑。有利的，卡板的寬度為螺旋直徑的1/3-4/5。
[0046]為此，本發(fā)明提出了一種用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述螺旋彈簧(對(duì)應(yīng)于上述的彈簧元件4)在第一方向(圖中的上下方向)上壓縮和伸長(zhǎng)，所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括:支承座(對(duì)應(yīng)于上述的固定端筒5，圖4中僅僅示出為作為支撐部的立板的形式)，所述支承座至少具有在第二方向(對(duì)應(yīng)于圖1-3中的左右方向)上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)支撐部，所述支撐部沿所述第一方向延伸，并且所述第二方向垂直于所述第一方向，所述螺旋彈簧4的一個(gè)端部(圖中為下端)置于所述兩個(gè)支撐部之間(參加圖1-3)，其中每一個(gè)支撐部上設(shè)置有至少一個(gè)卡口(對(duì)應(yīng)于上文中提及的卡孔7)，一個(gè)支撐部上的卡口與另一個(gè)支撐部上的對(duì)應(yīng)的卡口在所述第二方向上相對(duì)布置；卡板6,卡板的一端支撐在一個(gè)支撐部上的卡口上，而卡板的另一端則支撐在另一個(gè)支撐部上對(duì)應(yīng)的卡口上，且所述卡板適于穿過(guò)位于所述兩個(gè)支撐部之間的螺旋彈簧。
[0047]可選的，所述兩個(gè)支撐部中的每一個(gè)為立板，所述立板可為弧形立板。
[0048]可選的，所述支承座為圓筒狀支承座。
[0049]有利的，參見(jiàn)圖5，所述卡板6的一端設(shè)置有將卡板固定于支撐部上的鎖緊裝置；所述卡板的另一端設(shè)置有阻擋件62，所述阻擋件在第一方向上的尺寸大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
[0050]可選的，所述鎖緊裝置包括:設(shè)置在卡板的一端上的螺桿61以及與該螺桿配合的螺母，所述螺母的外徑大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
[0051]所述鎖緊裝置可以采用其他形式，具體的，鎖緊裝置包括:從卡板的一端突出延伸的延伸部以及與該延伸件配合的鎖緊件，所述鎖緊件適于從平行于第二方向的位置旋轉(zhuǎn)到平行于第一方向的位置，且所述鎖緊件在第一方向上的長(zhǎng)度大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度，處于平行于第一方向的位置的鎖緊件與對(duì)應(yīng)的卡口形成十字形。
[0052]所述阻擋件62可作為將卡板從卡口中抽離的操作件。
[0053]在上述的剛度調(diào)節(jié)裝置中，每一個(gè)支撐部上設(shè)置有在第一方向上間隔開(kāi)的三個(gè)或更多卡口。
[0054]根據(jù)上述的具體示例，本發(fā)明也提出了一種調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，包括:質(zhì)量塊(對(duì)應(yīng)于上述的固定質(zhì)量塊I和可調(diào)質(zhì)量塊2、21);剛度組件；阻尼組件(對(duì)應(yīng)于上述的阻尼元件3);以及連接部(對(duì)應(yīng)于例如上述的連接部件一 11、連接部件二 12以及結(jié)構(gòu)樓板15)，其中:所述剛度組件包括螺旋彈簧(對(duì)應(yīng)于上述的彈簧元件4)，螺旋彈簧在豎向方向上連接在質(zhì)量塊與連接部之間；所述剛度組件還包括上述的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述支承座固定在所述連接部上，所述第一方向即所述豎向方向。
[0055]所述質(zhì)量塊可包括固定質(zhì)量部(對(duì)應(yīng)于固定質(zhì)量塊I)和可調(diào)質(zhì)量部(對(duì)應(yīng)于可調(diào)質(zhì)量塊2、21)，通過(guò)所述可調(diào)質(zhì)量部調(diào)節(jié)質(zhì)量塊的質(zhì)量。
[0056]可選的，所述剛度組件包括所述螺旋彈簧(對(duì)應(yīng)于彈簧元件4)以及輔助彈簧(對(duì)應(yīng)于彈簧元件41、42);所述連接部包括第一連接板(對(duì)應(yīng)于連接部件二 12)和第二連接板(對(duì)應(yīng)于連接部件一 11)，所述支承座固定在所述第二連接板上，所述輔助彈簧布置在所述第一連接板與所述質(zhì)量塊之間。
[0057]為避免所述的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振控制裝置工作中質(zhì)量塊發(fā)生抖動(dòng)及傾覆影響減振效果，優(yōu)選的，在裝置中增設(shè)導(dǎo)向組件，為減小甚至避免傳統(tǒng)TMD中導(dǎo)向組件與質(zhì)量塊之間由于摩擦產(chǎn)生的噪聲污染，本發(fā)明采用兩種方案:
[0058]一種方案是采用導(dǎo)向側(cè)板及定向輪裝置，導(dǎo)向裝置的導(dǎo)向側(cè)板需保證平整要求，與定向輪組裝完成后質(zhì)量塊應(yīng)保證水平，通過(guò)上述兩種方案，變滑動(dòng)摩擦為滾動(dòng)摩擦，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向作用的同時(shí)減小摩擦系數(shù)，有效降低了摩擦。如圖1所示，所述導(dǎo)向組件可包括:兩個(gè)導(dǎo)向側(cè)板8，分別設(shè)置在質(zhì)量塊的兩側(cè)；多個(gè)導(dǎo)向輪9，分別連接在所述質(zhì)量塊的與導(dǎo)向側(cè)板相對(duì)的一側(cè)，所述導(dǎo)向輪9與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向側(cè)板8接合以在質(zhì)量塊沿第一方向移動(dòng)時(shí)沿導(dǎo)向側(cè)板滾動(dòng)。
[0059]另一種是導(dǎo)向桿固定于連接部件并對(duì)稱布置，導(dǎo)向桿通過(guò)質(zhì)量塊預(yù)留的導(dǎo)向孔貫穿質(zhì)量塊，導(dǎo)向桿與質(zhì)量塊預(yù)留的導(dǎo)向孔均預(yù)設(shè)隔離材料(如:液體潤(rùn)滑油、皂基及非皂基潤(rùn)滑脂、石墨、聚四氟乙烯等)，減小或避免導(dǎo)向桿與質(zhì)量塊的直接摩擦接觸；如圖2所示，所述導(dǎo)向組件可包括:兩個(gè)導(dǎo)向桿81 ;所述質(zhì)量塊的沿第二方向的兩端分別設(shè)置有沿第一方向的導(dǎo)向孔(圖2中虛線所示)，所述導(dǎo)向桿穿過(guò)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔。有利的，所述導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有低摩擦系數(shù)的耐磨材料，諸如，石墨或聚四氟乙烯。有利的，所述導(dǎo)向孔內(nèi)涂敷有液體潤(rùn)滑油或皂基及非皂基潤(rùn)滑脂?？蛇x的，所述導(dǎo)向孔與所述導(dǎo)向桿之間設(shè)置有套筒18，所述套筒內(nèi)設(shè)置滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置滾珠19，利用滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向桿與導(dǎo)向孔之間的相對(duì)移動(dòng)。
[0060]上述的調(diào)諧質(zhì)量減振裝置還可包括封裝外箱，參見(jiàn)圖6，封裝外箱連接到所述連接部，并且與所述連接部一起構(gòu)成容納空間，所述質(zhì)量塊、剛度組件、阻尼組件容納在所述容納空間內(nèi)，其中，所述封裝外箱包括底壁和沿第一方向延伸且彼此相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁，所述兩個(gè)側(cè)壁中的每一個(gè)設(shè)置有機(jī)械壓片17，機(jī)械壓片的一端連接到對(duì)應(yīng)的側(cè)壁，機(jī)械壓片的彈性另一端朝向底壁延伸且突出到容納空間中，且機(jī)械壓片的另一端適于基于所述質(zhì)量塊的擠壓而朝向?qū)?yīng)的側(cè)壁縮回。可選的，所述機(jī)械壓片的另一端與底壁之間沿第一方向的距離大于所述質(zhì)量塊沿第一方向的高度。
[0061]本發(fā)明提出一種用于豎向振動(dòng)控制的可調(diào)式豎向調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，可用于大跨結(jié)構(gòu)、人行天橋、登機(jī)廊橋等相關(guān)建筑的減振控制。
[0062]綜上，本發(fā)明提出了一種用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置。
[0063]1、一種用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述螺旋彈簧在第一方向上壓縮和伸長(zhǎng)，所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括:
[0064]支承座，所述支承座至少具有在第二方向上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)支撐部，所述支撐部沿所述第一方向延伸，并且所述第二方向垂直于所述第一方向，所述螺旋彈簧的一個(gè)端部置于所述兩個(gè)支撐部之間，其中每一個(gè)支撐部上設(shè)置有至少一個(gè)卡口，一個(gè)支撐部上的卡口與另一個(gè)支撐部上的對(duì)應(yīng)的卡口在所述第二方向上相對(duì)布置；
[0065]卡板，卡板的一端支撐在一個(gè)支撐部上的卡口上，而卡板的另一端則支撐在另一個(gè)支撐部上對(duì)應(yīng)的卡口上，且所述卡板適于穿過(guò)位于所述兩個(gè)支撐部之間的螺旋彈簧。
[0066]2、根據(jù)I所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:所述兩個(gè)支撐部中的每一個(gè)為立板。
[0067]3、根據(jù)2所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:所述立板為弧形立板。
[0068]4、根據(jù)I所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:所述支承座為圓筒狀支承座。
[0069]5、根據(jù)I所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:所述卡板的一端設(shè)置有將卡板固定于支撐部上的鎖緊裝置；所述卡板的另一端設(shè)置有阻擋件，所述阻擋件在第一方向上的尺寸大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
[0070]6、根據(jù)5所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:所述鎖緊裝置包括:設(shè)置在卡板的一端上的螺桿以及與該螺桿配合的螺母，所述螺母的外徑大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
[0071]7、根據(jù)6所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:所述鎖緊裝置包括:從卡板的一端突出延伸的延伸部以及與該延伸件配合的鎖緊件，所述鎖緊件適于從平行于第二方向的位置旋轉(zhuǎn)到平行于第一方向的位置，且所述鎖緊件在第一方向上的長(zhǎng)度大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度，處于平行于第一方向的位置的鎖緊件與對(duì)應(yīng)的卡口形成十字形。
[0072]8、根據(jù)5所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:所述阻擋件作為將卡板從卡口中抽離的操作件。
[0073]9、根據(jù)I所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:卡板的寬度為螺旋彈簧的螺旋直徑的1/3-4/5。
[0074]10、根據(jù)1-9中任一項(xiàng)所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中:每一個(gè)支撐部上設(shè)置有在第一方向上間隔開(kāi)的三個(gè)或更多卡口。
[0075]本發(fā)明還提出一種調(diào)諧質(zhì)量減振裝置。
[0076]11、一種調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，包括:
[0077]質(zhì)量塊；
[0078]剛度組件；
[0079]阻尼組件；以及
[0080]連接部，
[0081]其中:
[0082]所述剛度組件包括螺旋彈簧，螺旋彈簧在豎向方向上連接在質(zhì)量塊與連接部之間；
[0083]所述剛度組件還包括上述1-9中任一項(xiàng)所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述支承座固定在所述連接部上，所述第一方向即所述豎向方向。
[0084]12、根據(jù)11所述的調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，其中:所述質(zhì)量塊包括固定質(zhì)量部和可調(diào)質(zhì)量部,通過(guò)所述可調(diào)質(zhì)量部調(diào)節(jié)質(zhì)量塊的質(zhì)量。
[0085]13、根據(jù)11所述的調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，其中:所述剛度組件包括所述螺旋彈簧以及輔助彈簧；所述連接部包括第一連接板和第二連接板，所述支承座固定在所述第二連接板上，所述輔助彈簧布置在所述第一連接板與所述質(zhì)量塊之間。
[0086]14、根據(jù)11-13中任一項(xiàng)所述的調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，還包括:導(dǎo)向組件，所述導(dǎo)向組件弓I導(dǎo)所述質(zhì)量塊沿所述第一方向的移動(dòng)。
[0087]15、根據(jù)14所述的調(diào)節(jié)質(zhì)量減振裝置，其中:所述導(dǎo)向組件包括:兩個(gè)導(dǎo)向側(cè)板，分別設(shè)置在質(zhì)量塊的兩側(cè)；多個(gè)導(dǎo)向輪，分別連接在所述質(zhì)量塊的與導(dǎo)向側(cè)板相對(duì)的一側(cè)，所述導(dǎo)向輪與對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向側(cè)板接合以在質(zhì)量塊沿第一方向移動(dòng)時(shí)沿導(dǎo)向側(cè)板滾動(dòng)。
[0088]16、根據(jù)14所述的調(diào)節(jié)質(zhì)量減振裝置，其中:所述導(dǎo)向組件包括:兩個(gè)導(dǎo)向桿；所述質(zhì)量塊的沿第二方向的兩端分別設(shè)置有沿第一方向的導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向桿穿過(guò)對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向孔。
[0089]17、根據(jù)16所述的調(diào)節(jié)質(zhì)量減振裝置，其中:所述導(dǎo)向孔內(nèi)設(shè)置有低摩擦系數(shù)的耐磨材料。
[0090]18、根據(jù)17所述的調(diào)節(jié)質(zhì)量減振裝置，其中:所述耐磨材料包括石墨或聚四氟乙烯。[0091]19、根據(jù)16所述的調(diào)節(jié)質(zhì)量減振裝置，其中:所述導(dǎo)向孔內(nèi)涂敷有液體潤(rùn)滑油或
皂基及非皂基潤(rùn)滑脂。
[0092]20、根據(jù)16所述的調(diào)節(jié)質(zhì)量減振裝置，其中:所述導(dǎo)向孔與所述導(dǎo)向桿之間設(shè)置有套筒，所述套筒內(nèi)設(shè)置滑槽，滑槽內(nèi)設(shè)置滾珠，利用滾珠的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)向桿與導(dǎo)向孔之間的相對(duì)移動(dòng)。
[0093]21、根據(jù)11-13中任一項(xiàng)所述的調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，還包括:封裝外箱，連接到所述連接部，并且與所述連接部一起構(gòu)成容納空間，所述質(zhì)量塊、剛度組件、阻尼組件容納在所述容納空間內(nèi)，其中，所述封裝外箱包括底壁和沿第一方向延伸且彼此相對(duì)的兩個(gè)側(cè)壁，所述兩個(gè)側(cè)壁中的每一個(gè)設(shè)置有機(jī)械壓片，機(jī)械壓片的一端連接到對(duì)應(yīng)的側(cè)壁，機(jī)械壓片的彈性另一端朝向底壁延伸且突出到容納空間中，且機(jī)械壓片的另一端適于基于所述質(zhì)量塊的擠壓而朝向?qū)?yīng)的側(cè)壁縮回。
[0094]22、根據(jù)21所述的調(diào)諧質(zhì)量減振裝置，其中:所述機(jī)械壓片的另一端與底壁之間沿第一方向的距離大于所述質(zhì)量塊沿第一方向的高度。
[0095]在詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例之后，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可清楚的了解，在不脫離隨附權(quán)利要求的保護(hù)范圍與精神下可進(jìn)行各種變化與改變。
【權(quán)利要求】
1.一種用于螺旋彈簧的剛度調(diào)節(jié)裝置，所述螺旋彈簧在第一方向上壓縮和伸長(zhǎng)，所述剛度調(diào)節(jié)裝置包括: 支承座，所述支承座至少具有在第二方向上相對(duì)設(shè)置的兩個(gè)支撐部，所述支撐部沿所述第一方向延伸，并且所述第二方向垂直于所述第一方向，所述螺旋彈簧的一個(gè)端部置于所述兩個(gè)支撐部之間，其中每一個(gè)支撐部上設(shè)置有至少一個(gè)卡口，一個(gè)支撐部上的卡口與另一個(gè)支撐部上的對(duì)應(yīng)的卡口在所述第二方向上相對(duì)布置； 卡板，卡板的一端支撐在一個(gè)支撐部上的卡口上，而卡板的另一端則支撐在另一個(gè)支撐部上對(duì)應(yīng)的卡口上，且所述卡板適于穿過(guò)位于所述兩個(gè)支撐部之間的螺旋彈簧。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述兩個(gè)支撐部中的每一個(gè)為立板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述立板為弧形立板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述支承座為圓筒狀支承座。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述卡板的一端設(shè)置有將卡板固定于支撐部上的鎖緊裝置； 所述卡板的另一端設(shè)置有阻擋件，所述阻擋件在第一方向上的尺寸大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述鎖緊裝置包括: 設(shè)置在卡板的一端上的螺桿以及與該螺桿配合的螺母，所述螺母的外徑大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述鎖緊裝置包括: 從卡板的一端突出延伸的延伸部以及與該延伸件配合的鎖緊件，所述鎖緊件適于從平行于第二方向的位置旋轉(zhuǎn)到平行于第一方向的位置，且所述鎖緊件在第一方向上的長(zhǎng)度大于對(duì)應(yīng)卡口在第一方向上的高度，處于平行于第一方向的位置的鎖緊件與對(duì)應(yīng)的卡口形成十字形。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 所述阻擋件作為將卡板從卡口中抽離的操作件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 卡板的寬度為螺旋彈簧的螺旋直徑的1/3-4/5。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9中任一項(xiàng)所述的剛度調(diào)節(jié)裝置，其中: 每一個(gè)支撐部上設(shè)置有在第一方向上間隔開(kāi)的三個(gè)或更多卡口。
【文檔編號(hào)】F16F15/04GK103925331SQ201310323738
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2013年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月29日
【發(fā)明者】付仰強(qiáng), 王明珠, 葛家琪, 張玲, 管志忠, 馬伯濤 申請(qǐng)人:中國(guó)航空規(guī)劃建設(shè)發(fā)展有限公司