[发明专利]三维摆球式调谐质量阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于工程结构和仪器设备减振领域，特别是三维摆球式调谐质量阻尼器。

背景技术

在高速公路和高速铁路沿线的路基和桥梁上安装有大量的视频监控、无线电信号采集、传输等精密仪器设备，此类设备大多是安装在轻型的柱式或门架式钢支架上。在风荷载、重车车辆、高速列车等动力荷载激励下，轻型钢支架就会产生高频振动，而支架的高频振动首先会影响安装在其上的视频监控、无线电信号采集、传输等精密仪器设备的正常工作，甚至还可能导致精密电子电路损坏、设备报废，危及行车安全，同时，振动应力也会影响钢支架的使用，长期会导致构件疲劳断裂、支架倒塌危及线路上的行车安全。

目前，国内对高速公路和高速铁路上的精密仪器设备及其支架主要是采用常规的减振措施，如在锚固螺母上设置弹性垫圈等，此类减震措施仅在竖向能够起到一定的缓冲效果，但是对于支架产生的水平方向振动则没有任何减振功能。

发明内容

为了解决现有技术中的架空精密仪器设备的减振装置所存在的不足，本发明提供了一种通过缓冲材料阻断竖向振动荷载，通过摆球的空间运动耗散支架的水平振动能量，能够从竖向、水平的三维方向减振的三维摆球式调谐质量阻尼器。

本发明解决上述技术问题所采用的技术手段是：在带有底板的保护筒内底部设置有橡胶球面底座，橡胶球面底座的顶面上开有一个半球形凹槽，在半球形凹槽内设置有能够自由滚动的摆球，保护筒内摆球的上方设置有能够缓减摆球弹起时的向上冲击力的缓冲层，保护筒的顶部设置有连接顶盖。

上述球形凹槽的半径与摆球半径之差至少为1cm。

上述保护筒的筒底外侧设置有缓冲垫。

上述缓冲垫是聚氨基甲酯缓冲垫或者橡胶垫。

上述缓冲层的直径大于摆球的直径且小于保护筒的内径，缓冲层设置在连接顶盖的下端面或者是搭接在保护筒的内壁上。

上述缓冲层是橡胶层或者聚氨基甲酯层。

上述橡胶球面底座是阻尼比不小于12%的高阻尼橡胶底座。

上述摆球是钢球，也可以是灌铅钢球。

上述保护筒应为绝缘树脂筒状物，以避免雷击。

上述连接顶盖的上端直径大于下端直径，且下端延伸至保护筒内与保护筒内壁搭接。

本发明的三维摆球式调谐质量阻尼器，通过缓冲材料阻断竖向振动荷载在支架和精密设备之间的传递路径，通过摆球在橡胶底座的球形凹槽中空间运动耗散支架的水平振动能量，通过碰撞高阻尼材质的橡胶底座可以缓冲并耗散摆球三维运动能量，根据支架的振动频率设计橡胶底座的球形凹槽及摆球的半径，达到谐振目的，不仅可以有效降低支架竖向振动，还能显著降低平面振动，从而显著降低安装在支架上的精密设备的空间振动，保持精密设备的正常工作。在摆球上方设置缓冲层可有效缓冲摆球弹起时的冲击力，使用绝缘树脂材质的保护筒能够有效避免雷击或者导电，整个构件的稳定性及耐久性高，使用寿命长，结构简单紧凑，加工制作及安装方便，适应性高，可以广泛用于各类安装在轻型支架上的精密仪器设备减振。

附图说明

图1是三维摆球式调谐质量阻尼器的结构示意图。

具体实施方式

现结合附图和实施例对本发明的阻尼器作进一步说明，但是本发明不仅限于下述的几种实施方式。

实施例1

由图1可知，本实施例的三维摆球式调谐质量阻尼器由连接顶盖1、缓冲层2、保护筒3、摆球4、橡胶球面底座5以及缓冲垫6连接构成。

在本实施例中，保护筒3为上端敞口、下端带底板的圆筒状，由环氧树脂制成的绝缘筒，稳定性好，耐久性高。

在保护筒3的上端套有由环氧树脂材质的连接顶盖1，在连接顶盖1上加工有螺孔，以便于通过螺纹紧固件安装精密设备而且设置连接顶盖1能够封闭保护筒3，连接顶盖1的上端直径大于下端直径，在连接顶盖1的下端加工有外螺纹，延伸至保护筒3内，与保护筒3上端内壁螺纹搭接。在连接顶盖1的下端面用螺纹紧固件安装有缓冲层2，该缓冲层2的几何形状是圆片形状，是由普通橡胶材料制成，缓冲层2的端面直径为8cm，小于保护筒3的内径。