一种旋转式电涡流调谐惯质阻尼器的制作方法

1.本实用新型涉及阻尼器，尤其是涉及一种旋转式电涡流调谐惯质阻尼器。


背景技术：

2.土木工程领域目前已经广泛采用调谐质量阻尼器来控制结构振动，其耗能元件多为粘滞阻尼器，该类阻尼器随着时间的推移存在漏液、耐久性低、后期阻尼参数调节困难等问题。而如果耗能元件采用电涡流阻尼器，可以有效解决上述问题。电涡流阻尼器利用电磁感应原理，当导体板切割磁力线时会在导体板中产生电涡流，电涡流又产生与原磁场方向相反的新磁场，产生阻碍导体板运动的洛伦兹力，同时导体板的电阻效应将获得的动能通过电涡流转换为热能耗散出去。其不依靠机械摩擦耗能，也没有工作流体，不存在漏液和密封问题，可靠性高、耐久性好。
3.电涡流调谐质量阻尼器的构造形式较为单一，多为板式、相对运动方式等。但无论是板式还是相对运动式的，其电涡流阻尼器本身阻尼系数相对较低，很难满足大型土木工程结构所需要的阻尼力。而采用了滚珠丝杠副传动系统加质量飞轮的旋转式电涡流调谐惯质阻尼器不仅能将阻尼器的质量减小，并能将电涡流阻尼器耗能效率明显提高。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种旋转式电涡流调谐惯质阻尼器，通过采用滚珠丝杠转动系统将旋转式电涡流阻尼部分的阻尼系数和旋转构件的转动惯量转化为放大多倍的等效轴向阻尼系数和惯性质量，质量飞轮产生的惯性质量可替代质量块，从而减轻质量块的质量，同时阻尼力大小可以通过调节导磁圆板和导体圆板的间距和数量实现调节，有助于提高阻尼器整体控制效果，保证其发挥良好的减振效果。
5.针对现有技术中存在问题，本实用新型的技术方案如下：
6.一种旋转式电涡流调谐惯质阻尼器，包括质量块、螺旋钢弹簧、质量飞轮、滚珠丝杠螺杆、滚珠丝杠螺母、滚动轴承、导磁圆板、导体圆板、永磁体、导杆、支撑柱、上顶板、下底板和第二块导磁圆板，所述质量块的上端与上顶板通过导杆相连，质量块的下端与下底板通过导杆相连，导杆穿过质量块的四个角部，质量块与下底板之间的导杆上套装有螺旋钢弹簧，所述质量块中心开洞，滚珠丝杠螺母的下部插入质量块的洞内，滚珠丝杠螺杆的顶端穿过滚珠丝杠螺母后与质量飞轮相连，质量飞轮通过滚动轴承与上顶板相连，滚珠丝杠螺杆的底端穿过第一块导磁圆板、导体圆板和第二块导磁圆板的中心孔后通过滚动轴承与下底板相连，滚珠丝杠螺杆与导体圆板相连，第一块导磁圆板下部和第二块导磁圆板上部设置数根支撑柱连接在一起后设置在下底板的中心处，数根支撑柱沿导磁圆板周向等间距设置；第一块导磁圆板、第二块导磁圆板和数根支撑柱组成的空间内设置有一块导体圆板和若干块永磁体；导体圆板与第一块导磁圆板、第二块导磁圆板平行设置，并位于第一块导磁圆板、第二块导磁圆板的中线处，导体圆板和第一块导磁圆板、第二块导磁圆板均在中心开孔。
7.进一步的，所述质量块由混凝土浇筑或者钢板焊接。
8.进一步的，所述滚珠丝杠螺母置于质量块中心，与质量块焊接或螺栓连接。
9.进一步的，所述螺旋钢弹簧顶端与质量块焊接或卡环连接，底端与下底板焊接或卡环连接。
10.进一步的，所述滚珠丝杠螺杆的上端与质量飞轮焊接，下端与滚动轴承焊接在一起。
11.进一步的，所述质量飞轮上端与滚动轴承焊接，上部的滚动轴承与上顶板焊接，下部的滚动轴承与下底板焊接。
12.进一步的，所述永磁体与第一块导磁圆板和第二块导磁圆板通过螺栓连接。
13.进一步的，第二块导磁圆板焊接或螺栓连接在下底板上。
14.进一步的，导磁圆板和导体圆板的数量可以增加。
15.本实用新型所具有的优点和有益效果是：
16.由于质量块与螺旋钢弹簧连接，螺旋钢弹簧与下底板连接，滚珠丝杠螺母置于质量块中心，滚珠丝杠螺杆穿过滚珠丝杠螺母和导磁圆板，上端与质量飞轮连接，下端连接滚动轴承，所述质量飞轮上端连接滚动轴承，滚动轴承与上底板连接，下滚动轴承置于下导磁圆板中心与下底板连接，所述导体圆板与滚珠丝杠螺杆相连，所述永磁体与导磁圆板相连，上下导磁圆板由支撑柱连接，置于下底板上。通过采用上述结构，当有竖向振动作用时，质量块沿着导杆借助螺旋钢弹簧带动质量块中的滚珠丝杠螺母一起产生竖向振动，螺母的竖向振动带动丝杠发生转动，同时带动质量飞轮和导体圆板发生转动。质量飞轮产生惯性质量，放大振动的效果。导体圆板切割永磁体间的磁场产生阻尼力进行耗能。通过采用滚珠丝杠转动系统将旋转式电涡流阻尼部分的阻尼系数和旋转构件的转动惯量转化为放大多倍的等效轴向阻尼系数和惯性质量，质量飞轮产生的惯性质量可替代质量块，从而减轻质量块的质量，同时阻尼力大小可以通过导磁圆板和导体圆板的间距和数量实现调节，有助于提高阻尼器整体控制效果，保证其发挥良好的减振效果。
附图说明
17.图1为本实用新型一种旋转式电涡流调谐惯质阻尼器的三维示意图；
18.图2为本实用新型一种旋转式电涡流调谐惯质阻尼器的主视示意图；
19.图3为本实用新型中滚珠丝杠惯容系统的三维示意图；
20.图4为本实用新型中导磁圆板和永磁体的三维示意图；
21.图5为本实用新型中滚动轴承三维示意图。
22.图中：1为质量块；2为螺旋钢弹簧；3为质量飞轮；4为滚珠丝杠螺杆；5为滚珠丝杠螺母；6为滚动轴承；7为第一块导磁圆板；8为导体圆板；9为永磁体；10为导杆；11为支撑柱；12为上顶板；13为下底板；14为第二块导磁圆板。
具体实施方式
23.以下结合附图和具体实施例，对本实用新型做进一步的详细说明。
24.一种旋转式电涡流调谐惯质阻尼器，如图1~5所示，包括质量块1、螺旋钢弹簧2、质量飞轮3、滚珠丝杠螺杆4、滚珠丝杠螺母5、滚动轴承6、导磁圆板7、导体圆板8、永磁体9、导
杆10、支撑柱11、上顶板12、下底板13和第二块导磁圆板14，所述质量块1的上端与上顶板12通过导杆10相连，质量块1的下端与下底板13通过导杆10相连，导杆10穿过质量块1的四个角部，质量块1与下底板13之间的导杆10上套装有螺旋钢弹簧2，所述质量块1中心开洞，滚珠丝杠螺母5的下部插入质量块1的洞内，滚珠丝杠螺杆4的顶端穿过滚珠丝杠螺母5后与质量飞轮3 相连，质量飞轮3通过滚动轴承6与上顶板12相连，滚珠丝杠螺杆4的底端穿过第一块导磁圆板7、导体圆板8和第二块导磁圆板14的中心孔后通过滚动轴承6与下底板13相连，滚珠丝杠螺杆4与导磁圆板7相连，第一块导磁圆板7下部和第二块导磁圆板14上部设置数根支撑柱11连接在一起后设置在下底板13的中心处，数根支撑柱11沿导磁圆板7周向等间距设置；第一块导磁圆板7、第二块导磁圆板14和数根支撑柱11组成的空间内设置有一块导体圆板8和若干块永磁体9；导体圆板8与第一块导磁圆板7、第二块导磁圆板14平行设置，并位于第一块导磁圆板7、第二块导磁圆板14的中线处，导体圆板8和第一块导磁圆板7、第二块导磁圆板14均在中心开孔。
25.在优选的方案中，所述质量块可由混凝土浇筑或者钢板焊接等，具体可根据实际设计需要而定。
26.所述滚珠丝杠螺母5置于质量块1中心，与质量块1焊接或螺栓连接。
27.所述螺旋钢弹簧2顶端与质量块1焊接或卡环连接，底端与下底板13焊接或卡环连接。
28.所述滚珠丝杠螺杆4的上端与质量飞轮3焊接，下端与滚动轴承6焊接在一起。
29.所述质量飞轮3上端与滚动轴承6焊接，上部的滚动轴承6与上顶板12焊接，下部的滚动轴承6与下底板13焊接。
30.所述永磁体9与第一块导磁圆板7和第二块导磁圆板14通过螺栓连接。
31.所述第二块导磁圆板14焊接或螺栓连接在下底板13上。
32.如图1、图2、图3所示，滚珠丝杠螺杆4、滚珠丝杠螺母5和钢珠组成滚珠丝杠转动系统。所述质量块1的材料可由钢板、混凝土、钢
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混凝土等组合而成。所述导杆10穿过质量块1的四个角部后其顶端与上顶板12连接，其底端与下底板13连接，质量块1与下底板13之间的导杆10上套装有螺旋钢弹簧2，螺旋钢弹簧2的顶端和底端分别连接在质量块1和下底板13上，所述质量块1中心开洞，滚珠丝杠螺母5的下部插入质量块1的洞内，与质量块1焊接或是螺栓连接。
33.如图4、5所示，第一块导磁圆板7和第二块导磁圆板14上下设置通过数根支撑柱11连接在一起后设置在下底板的中心处，第二块导磁圆板14焊接或螺栓连接在下底板13上。数根支撑柱11沿第一块导磁圆板7和第二块导磁圆板14周向等间距设置；第一块导磁圆板7、第二块导磁圆板14和数根支撑柱11组成的空间内设置有一块导体圆板8和若干块永磁体9。所述永磁体9与第一块导磁圆板7和第二块导磁圆板14螺栓连接。导体圆板8与第一块导磁圆板7和第二块导磁圆板14平行设置，并位于第一块导磁圆板7和第二块导磁圆板14的中线处，导体圆板8和第一块导磁圆板7和第二块导磁圆板14均在中心开孔，滚珠丝杠螺杆4的顶端穿过滚珠丝杠螺母5后与质量飞轮3连接，质量飞轮3通过滚动轴承6与上顶板连接，滚珠丝杠螺杆4的底端穿过第一块导磁圆板7、导体圆板8和第二块导磁圆板14的中心孔后通过滚动轴承6与下底板连接，滚珠丝杠螺杆4与导体圆板8连接在一起，两者之间无相对运动。位于下方的滚动轴承6置于下导磁圆板8孔洞中心的下方。
34.所述螺旋钢弹簧2顶端与质量块1焊接或卡环连接，底端与下底板13焊接或卡环连接。所述滚珠丝杠螺杆4的上端与质量飞轮3焊接，下端与滚动轴承6焊接在一起。所述质量飞轮3上端与滚动轴承6焊接。所述上顶板12和下底板13分别与相应侧的滚动轴承6焊接连接。
35.本实用新型的工作原理如下：
36.当有竖向振动作用时，质量块1沿着导杆10借助螺旋钢弹簧2带动质量块1中的滚珠丝杠螺母5一起产生竖向振动，螺母5的竖向振动带动丝杠4发生转动，同时带动质量飞轮3和导体圆板8发生转动。质量飞轮3产生惯性质量，放大振动的效果。导体圆板8切割永磁体9间的磁场产生阻尼力进行耗能。通过采用滚珠丝杠转动系统将旋转式电涡流阻尼部分的阻尼系数和旋转构件的转动惯量转化为放大多倍的等效轴向阻尼系数和惯性质量，质量飞轮3产生的惯性质量可替代质量块1，从而减轻质量块1的质量，同时阻尼力大小可以通过导磁圆板7和导体圆板8的间距和数量实现调节，有助于提高阻尼器整体控制效果，保证其发挥良好的减振效果。
37.上述实施例仅为本实用新型的优选方案，而不应视为对本实用新型的限制，本技术中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本实用新型的保护范围应以权利要求记载的技术方案。包括权利要求记载的技术方案中的技术特征的等同替换方案为保护范围。及在此范围内的等同替换改进，也在本实用新型的保护范围之内。