[发明专利]一种初始刚度可调的反压式碟形弹簧阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种建筑防振动(或震动)装置，具体涉及包含碟形弹簧的阻尼装置。

背景技术

阻尼器是以提供运动的阻力的方式耗减运动能量的装置。从二十世纪七十年代后，阻尼器从航天、航空、军工、枪炮、汽车等行业逐步转用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中。碟形弹簧由于其承载能力大、缓冲吸振能力强以及较广范围的非线性特性而被广泛的应用于各类重载场合的隔震、减震装置中。碟形弹簧通常由多片组合成碟形弹簧组使用，不同的组合方式使用效果不同；但是无论哪种方式组成的碟形弹簧组均只能压缩变形。因此，现有用于抗风和抗地震的阻尼器至少要使用两组碟形弹簧，或者与其它类型的阻尼器(如粘弹性阻尼器)复合。但是，这种使用多组碟形弹簧或者与其它类型的阻尼器复合的方法会产生很多负面的问题，如：1、阻尼器的拉伸与压缩的阻尼特性不对称，影响隔震、减震效果；2、体积大，在狭小空间无法安装；3、结构复杂，生产困难，成本高；等等。

地震波的作用呈多向随机性，即，作用于建筑物上力的大小方向和频率都是随机的，因此用于抗震的阻尼器需满足以下两个要求：一是阻尼器的特征频率要与地震输入激励的共振频域错开，二是阻尼器的特征频率要与建筑物或建筑结构的特征频率错开。根据《蝶形弹簧基本特性参数分析》作者易先忠的理论分析，单片蝶形弹簧的自振频率(式中，K_p为刚度，m_s为蝶形弹簧的质量，m为与蝶形弹簧相连物体的质量，ξ为当量质量转化系数)[见，《石油机械》杂志，1995年第23卷第3期第10至等22页]，可见，当蝶形弹簧的质量和与蝶形弹簧相连物体的质量设计确定后，蝶形弹簧自振频率的平方与上述蝶形弹簧的刚度成正比。

公开号为CN1932324A的发明专利申请公开了一种“可调节碟形弹簧机械式减震阻尼器”，该阻尼器包括外壳、设在外壳内的载荷连接杆和两组碟形弹簧，所述，所述载荷连接杆的中部设有与之固连的调节齿轮，所述调节齿轮两侧的载荷连接杆上分别设有与载荷连接杆螺纹配合的左旋螺母和右旋螺母，所述两组碟形弹簧分别设在所述左旋螺母和右旋螺母的外侧，并分别被夹持在所述左旋螺母或右旋螺母与外壳端部的封板之间。只需拨转载荷连接杆上的调节齿轮，使所述左旋螺母和右旋螺母相互靠拢或远离即可调节两组碟形弹簧的预紧力从而调节阻尼器的阻尼系数，以满足不同频率和不同振幅的使用需求。然而该发明仍具有如下不足：

1、所述载荷连接杆是在两组碟形弹簧的共同作用下保持平衡的，两组碟形弹簧的预紧力虽然能够调节，但是无论如何调节，两组碟形弹簧对载荷连接杆的作用力都是一组大小相等，方向相反的力，只需在载荷连接杆上施加任何外力都会破坏这种平衡，使两组碟形弹簧发生变形，所以所述的阻尼器无法预设初始刚度；

2、该发明中必须配合使用两组碟形弹簧，才能在阻尼器受到压或拉荷载时都提供阻尼，这不仅造成了一定的浪费，还使得阻尼器的长度大大的增加了，不适合一些安装空间紧凑的场合使用。

公开号为CN101457553A的发明专利申请公开了一种“弹簧刚度可调式调谐质量减振器”，该减振器是一种复合阻尼器，通过改变质量块的厚度改变其特征频率，通过改变粘滞阻尼器的工作介质的流量改变其阻尼比，通过改变弹簧的有效工作长度改变其刚度，其中改变弹簧的有效工作长度的手段有三种，一是采用固化材料将弹簧位于固化筒内的一段固化，二是往螺旋弹簧的中心内塞入约束块，并二者过盈配合，使与约束块接触的一段弹簧失效，三是在约束块表面设置螺旋状凸起，将螺旋状凸起卡在弹簧丝之间，使弹簧丝之间卡有螺旋状凸起的一段弹簧失效。由此可见，该专利申请方案中的弹簧虽然可改变刚度，但所述的弹簧不仅有效工作长度明显缩短，而且只能压缩耗能减振，不能拉伸耗能减振。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种初始刚度可调的反压式碟形弹簧阻尼器，该阻尼器不仅保持了碟形弹簧组的有效工作长度，而且只需一组碟形弹簧，便既可压缩耗能减振，又可拉伸耗能减振。

本发明解决上述技术问题的技术方案是：

一种初始刚度可调的反压式碟形弹簧阻尼器，该阻尼器包括导向套，该导向套的一头设有第一端盖，另一头设有第二端盖，内部同轴设有碟形弹簧组；一驱动构件由第一端盖中心伸进导向套内并作用在所述的碟形弹簧组上，其中所述碟形弹簧组由一组碟形弹簧竖向叠合而成；其特征在于，

所述的导向套内还设有反压装置，该反压装置包括三根以上的预压钢丝绳、与预压钢丝绳数量相等的钢丝绳变向元件、一只钢丝绳自锁张紧锚具和一块浮动反压钢板，其中，

所述的浮动反压钢板设在碟形弹簧组与第二端盖之间；