[发明专利]一种具有多级耗能机制的阻尼空心杆

摘要

本发明提供了一种具有多级耗能机制的阻尼空心杆，属于结构振动控制技术领域。该阻尼空心杆包括空心杆、永磁体、导体片、转动弹簧、拉压弹簧、滑块、滚珠、碰撞环、导杆、圆形橡胶垫片、内端板、固定杆、橡胶层和加劲肋。本发明将电涡流阻尼技术同其他被动减振技术相结合，具有多级耗能机制。当结构发生小幅振动时，利用电涡流耗能单元与旋转弹簧耗能单元共同耗能；当结构发生大幅振动时，利用电涡流耗能单元与碰撞耗能单元共同耗能，各不同耗能单元协同耗能工作，显著增强了其耗能控制效果，同时可以方便的调节阻尼参数，基本避免了磁路的漏磁。

主权项

1.一种具有多级耗能机制的阻尼空心杆，其特征在于，包括空心杆(1)、永磁体(5)、导体片(3)、转动弹簧(11)、拉压弹簧(7)、滑块(6)、滚珠(14)、碰撞环(4)、导杆(15)、圆形橡胶垫片(2)、内端板(8)、固定杆(10)、橡胶层(16)和加劲肋(9)；所述的空心杆(1)为等直径空心圆杆，在空心杆(1)的部分区段两端设置内端板(8)，空心杆(1)与两个内端板(8)之间构成空腔，在空腔内设置阻尼单元，阻尼单元包括电涡流耗能单元、旋转弹簧耗能单元和碰撞耗能单元；所述的内端板(8)外侧面设置加劲肋(9)，加劲肋(9)分别与内端板(8)、空心杆(1)的内壁固接，确保内端板(8)与空心杆(1)连接的可靠性；两个内端板(8)之间固定设置导杆(15)，导杆(15)固定于内端板(8)的中心部位，导杆(15)外壁四周开有滚珠凹槽；圆形橡胶垫片(2)套在导杆(15)端部，且紧贴内端面(8)布置；所述的滑块(6)和两个拉压弹簧(7)均套在导杆(15)上，拉压弹簧(7)分别限位于滑块(6)的两侧，一端连接在圆形橡胶垫片(2)上，另一端连接在滑块(6)端部；滑块(6)的内壁开有滚珠凹槽，滑块(6)内壁的滚珠凹槽与导杆(15)外壁的滚珠凹槽相匹配，滚珠(14)嵌在滚珠凹槽之间，与滚珠凹槽共同完成对滑块(6)的位移导向，使滑块(6)通过滚珠(14)沿导杆(15)作轴向滑动；所述的永磁体(5)间隔地套装固定在滑块(6)的外壁上；所述的导体片(3)固定在空心杆(1)的内壁上，并与永磁体(5)相对布置；导体片(3)的覆盖范围比永磁体(5)的设计行程大，确保充分切割磁感线；每对导体片(3)和永磁体(5)构成一个电涡流耗能单元；所述的碰撞环(4)为薄壁圆环，固定在滑块(6)的两端，在碰撞环(4)发生碰撞的一侧粘贴橡胶层(16)；所述的转动弹簧(11)通过固定杆(10)固定在导体片(3)两端的凹槽里，转动弹簧(11)的一端做弯折处理，确保转动弹簧(11)不会绕固定杆(10)转动，并与碰撞环(4)发生碰撞；碰撞环(4)的宽度大于拉压弹簧(7)被完全压缩时的高度，以便与圆形橡胶垫片(2)发生碰撞；当结构发生小幅振动时，碰撞环(4)和橡胶层(16)随滑块(6)的运动与转动弹簧(11)发生碰撞，并共同形成旋转弹簧耗能单元；当结构发生大幅振动时，碰撞环(4)和圆形橡胶垫片(2)形成碰撞耗能单元。