[实用新型]采用往复丝杆的自平衡式惯容阻尼器

说明书

本实用新型属于工程结构耗能减震技术领域，提供一种采用往复丝杆的自平衡式惯容阻尼器，包括往复丝杆、磁体盘、导体盘、永磁体、丝杆螺母、轴承支座。本实用新型利用了往复丝杆在整个行程上同时布置了两条螺距相同、旋向相反的螺纹的特点，配套一对磁体盘、导体盘成对设置，且使电涡流效应的作用力矩与反作用力矩同时作用在往复丝杆上并互相抵消；不但一方面可以实现阻尼系数的简单易调、阻尼与刚度完全分离；而且另一方面还具有普通螺旋转动阻尼器所不具有的自平衡性能；并且由于磁体盘、导体盘一同旋转作用在往复丝杆上，转动效应互相抵消，同时纵轴向力得到了两倍的放大，进而使电涡流效应得到了两倍的放大，获得了更高的阻尼系数。

技术领域

本实用新型属于工程结构耗能减震技术领域，尤其涉及一种采用往复丝杆的自平衡式惯容阻尼器。

背景技术

工程结构耗能减震技术，是在结构上附加消能减振装置，通过附加减振装置的耗能作用从而减小结构本身的动力响应，保证了结构的安全性、舒适性和正常使用性等功能要求。

目前，电涡流阻尼器主要作为调谐质量阻尼器的阻尼元件正逐步应用在土木工程结构的振动被动控制领域。

电涡流阻尼器作为新型高效的结构被动振动控制手段，是一种利用电涡流的阻尼效应制成的耗能减振装置，具有非接触、无机械性摩擦和损耗、无须润滑、使用寿命长、和易安装等优点。主要利用齿轮齿条或螺纹丝杆等方式，将结构的层间位移转换为飞轮的转动，以实现惯性增效和阻尼增效。通常的设计是丝杆上设置一个飞轮，在飞轮转动过程中对丝杆产生扭矩，需要将丝杠固定在支座上，而且要保证惯容阻尼器两端的位移仅发生在轴线上，这对惯容阻尼器两端支座的要求很高。

电涡流阻尼的产生必须要有导体板作切割磁感线运动，即磁场源和导体板之间存在相对运动，产生的电磁力大小与相对运动速度大小成正比，故提高相对速度的放大效应一直是电涡流阻尼器的设计关键。传统电涡流阻尼器中板式和摆式都直接将层间位移转化为导体板和永磁体之间的相对直线运动，所提供的速度放大效应有限。而将直线运动转化成旋转运动的旋转式电涡流阻尼器可以提供一定的放大系数，螺旋传动由于其拥有较好的将直线运动转化为转动的放大效应，已开始被运用在旋转式电涡流阻尼器中，但必须使用定子和转子，一般把磁场源作为定子的部分，运动的导体板作为转子部分，当然也可以把磁场源放在转子上，将导体板固定。不论转子和定子如何分配，始终必须有制动扭矩限制定子的转动，否则工作过程中产生的电涡流力的反作用力必定会使定子转动。

近年来，针对结构的快速地震康复策略受到了业内的关注，使用中心消能构件配合纯拉力系统来快速提高结构的抗震性能成为了一种较好的方法。纯拉力系统具有安装和调试方便、造价便宜、受力清晰、自动重定心、消除补充负载单元破坏概率等特点。中心消能构件纯拉力系统是一种较好的满足快速抗震加固需求的阻尼器安装方式，若能将电涡流阻尼器引入该系统加以运用将更好地发挥电涡流阻尼器的易安装性能，但由于拉索对中心消能构件只能提供拉力无法限制转动，对电涡流阻尼器提出了轻型化、自平衡等性能要求，板式、摆式阻尼器显然都不符合要求，目前已有丝杆旋转式电涡流阻尼器虽然已具有一定的速度放大能力，但由于螺纹丝杆式旋转电涡流阻尼器必须同时使用固定端限制丝杆和定子的转动，才能使阻尼器发挥作用，这一点使得它无法运用在纯拉力系统中，拉索的连接无法提供这样的制动力矩。因此，基于拉索的纯拉力系统对阻尼器提出了轻质、自平衡、可复位性能的要求。

发明内容

本实用新型的目的在于，克服现有技术的不足，提供一种采用往复丝杆的自平衡式惯容阻尼器，安装在结构中起抗震耗能的作用，其能够充分利用构件之间的连接关系进行层间相对位移的转换，通过将结构的水平位移转化为阻尼器内部结构的旋转运动进行控制，全程交叉布置的正反向螺纹提供整个丝杆作为工作行程，从而达到惯性增效、阻尼增效的目的；同时通过往复丝杆使阻尼器两侧导体盘，磁体盘始终以相反转动方向绕轴线做转动，电磁力和电磁力反作用力以等量相反方向作用在丝杆上，绕轴转动方向上的扭矩互相抵消，实现了丝杆的自平衡性能。同时放松阻尼器两端的安装要求，可应用于纯拉力系统中。