復(fù)合型電磁摩擦阻尼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及結(jié)構(gòu)工程領(lǐng)域，特別是涉及一種將電磁摩擦與常規(guī)摩擦相結(jié)合的復(fù)合型摩擦阻尼器，將其安裝在工程結(jié)構(gòu)上來抵抗強(qiáng)風(fēng)、地震等動(dòng)力作用。
【背景技術(shù)】
[0002]為了減輕結(jié)構(gòu)和設(shè)備的振動(dòng)響應(yīng)，可以在結(jié)構(gòu)和設(shè)備上布置耗能減震裝置來消耗地震輸入的能量，以減輕振動(dòng)給結(jié)構(gòu)和設(shè)備帶來的危害。目前研宄開發(fā)的耗能減震裝置種類較多，按其耗能機(jī)理的不同可以分為以下類:粘彈性阻尼器、粘滯阻尼器、金屬阻尼器和摩擦阻尼器。
[0003]摩擦阻尼器是一種利用摩擦面的摩擦耗能消耗振動(dòng)能量的一種耗能減震裝置，因其耗能能力強(qiáng)，荷載大小、頻率對(duì)其性能影響不大，且構(gòu)造簡單，取材容易，造價(jià)低廉，因而具有很好的應(yīng)用前景。摩擦阻尼器的研宄始于20世紀(jì)70年代末，隨后為適應(yīng)不同類型的建筑結(jié)構(gòu)，國內(nèi)外學(xué)者陸續(xù)研制了多種摩擦阻尼器。一般的常規(guī)摩擦阻尼器的主要缺陷在于阻尼器在滑動(dòng)過程中預(yù)壓力的大小是不能自動(dòng)發(fā)生變化的，因而其提供的摩擦力也通常保持不變，阻尼器的滯回曲線接近矩形，此類摩擦阻尼器無法根據(jù)結(jié)構(gòu)振動(dòng)荷載作用強(qiáng)度的大小而實(shí)時(shí)改變摩擦力的大小，以至于摩擦阻尼器過早滑動(dòng)或不滑動(dòng)，使得按照強(qiáng)震作用下設(shè)計(jì)的阻尼器在弱震作用下根本不會(huì)滑動(dòng)，而按照弱震作用下設(shè)計(jì)的阻尼器在強(qiáng)震作用下將因?yàn)槌隽^小而達(dá)不到理想的減振效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種電磁摩擦與常規(guī)摩擦相結(jié)合的復(fù)合型電磁摩擦阻尼器，該阻尼器由常規(guī)摩擦部分提供的摩擦力控制阻尼器起滑力的大小，以防止摩擦阻尼器過早起滑或不起滑；變摩擦部分由電磁鐵隨位移變化而提供相應(yīng)變摩擦力，以滿足結(jié)構(gòu)在大變形時(shí)阻尼器輸出大摩擦力的要求。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案:
[0006]本發(fā)明提供的是一種常規(guī)摩擦與電磁摩擦相結(jié)合的復(fù)合摩擦阻尼器，該摩擦阻尼器包括有電磁鐵、摩擦板、蝶形彈簧、摩擦力調(diào)整螺栓、擠壓錐環(huán)、圓外筒、止擋圓筒、滑動(dòng)桿、控制器、傳感器、端蓋板、固定螺母和插銷連接件，其中，
[0007]所述的電磁鐵與摩擦板形成閉合磁回路；
[0008]所述的電磁鐵由導(dǎo)磁體和線圈繞組組成；
[0009]所述的摩擦板是由圓筒被沿軸線方向的通縫均勻分割而成的多塊弧形板，相鄰的弧形板的縱向截面之間設(shè)置有間隔相同的通縫；弧形板兩端外部沿軸向截面為具有一定角度的斜截面，其內(nèi)徑與導(dǎo)磁體外徑相同，外徑與圓外筒內(nèi)徑相同；并且，摩擦板的內(nèi)表面與導(dǎo)磁體的外表面接觸；
[0010]所述的摩擦板兩端部設(shè)置擠壓錐環(huán)，擠壓錐環(huán)為環(huán)狀錐體，其內(nèi)弧面的坡度與摩擦板兩端部的斜截面的坡度相同，并且內(nèi)弧面與摩擦板兩端部斜截面相接觸；
[0011]所述的摩擦力調(diào)整螺栓通過螺紋與端蓋板相連；
[0012]在所述的擠壓錐環(huán)的外側(cè)與圓外筒的內(nèi)側(cè)之間設(shè)置有止擋圓筒，其外徑與圓外筒的內(nèi)徑相同；其兩端分別與端蓋板和摩擦板接觸。
[0013]進(jìn)一步地，在所述的圓外筒的兩端分別設(shè)置有端蓋板，在端蓋板的中間設(shè)置有端蓋螺紋孔，摩擦力調(diào)整螺栓通過端蓋板上的螺紋與端蓋板連接；所述的滑動(dòng)軸穿過一側(cè)的摩擦力調(diào)整螺栓。
[0014]進(jìn)一步地，所述的擠壓錐環(huán)在靠近電磁鐵的一側(cè)的內(nèi)徑大于遠(yuǎn)離電磁鐵的一側(cè)，所述的擠壓錐環(huán)套接在摩擦板兩端部的斜截面外側(cè)。
[0015]進(jìn)一步地，所述的碟形彈簧設(shè)置在摩擦力調(diào)整螺栓和擠壓錐環(huán)之間，用以對(duì)擠壓錐環(huán)施加擠壓力而擠壓摩擦板兩端的斜截面，使摩擦板與導(dǎo)磁體之間產(chǎn)生壓力。
[0016]進(jìn)一步地，所述的兩端控制器通過數(shù)據(jù)線分別與傳感器和線圈繞組相連。
[0017]進(jìn)一步地，所述的電磁鐵用固定螺母固定在滑動(dòng)軸上，導(dǎo)磁體的中間部分設(shè)置通孔，滑動(dòng)軸穿過該通孔，并且，在導(dǎo)磁體的兩端的滑動(dòng)軸上分別設(shè)置固定螺母，在滑動(dòng)軸的末端設(shè)置有插銷連接件。
[0018]進(jìn)一步地，在所述摩擦板的兩端分別設(shè)置肩突，在肩突的外側(cè)為所述的斜截面。
[0019]進(jìn)一步地，所述電磁鐵是由軸向截面為工字型的導(dǎo)磁體和線圈組成。
[0020]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)磁體、摩擦板由導(dǎo)磁材料制成，圓外筒采用不導(dǎo)磁材料制成。
[0021]進(jìn)一步地，所述的控制器包括位移、加速度采集單元，其將傳感器的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)；嵌入式阻力控制單元，其根據(jù)控制算法來控制阻尼力大??；過壓過流保護(hù)單元，其對(duì)整個(gè)控制器加以保護(hù)；PWM恒流功率放大單元；上述四個(gè)單元依次以電信號(hào)相互連接。本發(fā)明具有以下的主要優(yōu)點(diǎn):
[0022]其一.該阻尼器在常規(guī)摩擦阻尼器的基礎(chǔ)上增加電磁摩擦部分，使阻尼器能夠進(jìn)行反饋控制，有效提高阻尼器耗能能力。
[0023]其二.該阻尼器即使在斷電情況下，仍可利用常規(guī)摩擦部分進(jìn)行摩擦耗能，增加了阻尼器工作時(shí)的可靠性。
[0024]其三.該阻尼器在安裝過程中，工程師可以根據(jù)實(shí)際工程的需要，通過調(diào)節(jié)摩擦力調(diào)整螺栓調(diào)節(jié)阻尼器的起滑力，增加了阻尼器使用的靈活性。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明復(fù)合摩擦阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖2為圖1的A-A剖面圖；
[0027]圖3為圖1的B-B剖面圖；
[0028]圖4為導(dǎo)磁體正立面圖和側(cè)立面圖；
[0029]圖5為擠壓圓錐環(huán)正立面圖和側(cè)立面圖。
[0030]圖中:1-1.導(dǎo)磁體；1-2.線圈繞組；2.摩擦板；3.蝶形彈簧；4.摩擦力調(diào)整螺栓；5.擠壓錐環(huán)；6.圓外筒；7.止擋圓筒；8.滑動(dòng)軸；9.控制器；10.傳感器；11.端蓋板；12.固定螺母13.插銷連接件；14.通縫。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。
[0032]本發(fā)明提供的復(fù)合型電磁摩擦阻尼器，其結(jié)構(gòu)如圖1至圖3所示:包括電磁鐵、摩擦板2、蝶形彈簧3、摩擦力調(diào)整螺栓4、擠壓錐環(huán)5、圓外筒6、止擋圓筒7、滑動(dòng)軸8、控制器9、傳感器10、端蓋板11、固定螺栓12、插銷連接件13。
[0033]其中:電磁鐵由導(dǎo)磁體1-1 (如圖4)和線圈繞組1-2組成，所述的電磁鐵用固定螺母12固定在滑動(dòng)軸8上，在本實(shí)施例中，導(dǎo)磁體1-1的中間部分設(shè)置通孔，滑動(dòng)軸8穿過該通孔，并且，在導(dǎo)磁體1-1的兩端的滑動(dòng)軸8上分別設(shè)置固定螺母12，在滑動(dòng)軸8的末端設(shè)置有插銷連接件13。所述電磁鐵是由軸向截面為工字型的導(dǎo)磁體和線圈組成。
[0034]所述的摩擦板2是由圓筒被沿軸線方向的通縫14均勻分割而成的多塊弧形板，相鄰的弧形板的縱向截面之間設(shè)置有間隔相同的通縫14 ;弧形板兩端外部沿軸向截面為具有一定角度的斜截面，其內(nèi)徑與導(dǎo)磁體1-1外徑相同，外徑與圓外筒6內(nèi)徑相同如圖1至圖3所示；并且，摩擦板2的內(nèi)表面與導(dǎo)磁體1-1的外表面接觸。在所述摩擦板2的兩端分別設(shè)置肩突，在肩突的外側(cè)為所述的斜截面。
[0035]電磁鐵和摩擦板2形成了完整的閉合磁回路，由線圈繞組1-2來提供磁能輸入，通過改變線圈中的電流來改變磁回路中的磁