一种自动补充润滑剂的桥梁支座及方法与流程

1.本发明属于建筑工程领域。


背景技术：

2.桥梁支座作为桥梁结构中的关键部件，在保证可靠安全的将桥梁上部结构的反力传递给桥梁下部结构的同时，还需适应上部结构的变形、变位要求。桥梁上部结构相对于桥梁下部产生变形(转角)、变位(位移)需要通过桥梁支座的相应变形来适应，支座在产生这样相应的变形时需要约束反力尽可能的小，以适应梁体的自由伸缩及灵活转动。
3.图1为目前桥梁支座结构示意图
4.桥梁支座产生变形、变位时，适应这些变形的相对运动是通过摩擦副实现的，摩擦副之间一般通过填充润滑剂达到减小摩擦系数的目的，用以改善摩擦副间的摩擦状态、降低摩擦阻力、减缓磨损。目前公路、铁路支座的位移与转角均是通过平面滑动摩擦副或球面滑动摩擦副来实现的，滑动摩擦副间采取提前填充润滑剂来保持支座的正常运营。由于润滑剂是在桥梁支座安装前一次性填充，随着时间的推移、支座的位移与转动次数增加，润滑剂会逐渐磨耗流失，造成摩擦副之间的干摩擦，导致摩擦系数增大，加速摩擦副的摩耗量，造成滑板的磨耗损坏，支座寿命降低。
5.图2为目前具有润滑剂补充的支座结构示意图。
6.当前虽然有些科研单位和生产厂家对支座的润滑部分进行了优化，可以后期增补润滑剂，但现有的一些增补润滑剂方式较为简单，基本都是支座运行过一段时间润滑剂磨耗后，需要人工操作注入润滑剂来满足支座的需求。这种润滑剂补充是临时补充也是一次性的，需要桥梁维护单位时常监控并间隔一段时间人工注入润滑剂一次，工作量大，操作难度大。
7.根据现有支座的缺陷，经过多方案分析和试验，发明了一种可以自动补充润滑剂的支座。


技术实现要素：

8.本发明的目的就是提供一种克服上述缺陷的可以自动补充润滑剂的支座，支座上设置多级触手和压力装置，在支座运营过程中利用支座本身的变形、变位使触手对压力装置进行多级次触动，自动注入润滑剂，使支座摩擦副间的润滑剂始终充盈，很大程度上降低了支座的磨耗，提高支座的使用寿命。
9.技术方案
10.本发明的目的在于提供一种可自动注入润滑剂的桥梁支座和方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
11.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
12.一种适用于桥梁支座的自动补充润滑剂方法，因外部桥梁运营周期内变形、变位或者因环境出现地震导入能量后，使得支座发生位移或转角时产生相对位差，设计传递机
构和机制(触手与压力装置)，产生和积累压力，将存储的润滑剂通过通道系统适时地补充到摩擦副中，实现桥梁支座润滑剂的自动补充。进一步的，设计多级次传递机构和机制以实现自动多级次补充。
13.与现有技术相比，本发明的优势是：采用自动润滑方式，不依赖于外施加力即可实现润滑剂的多级次补充；润滑油注入量可调、可观测，实现桥梁支座自动润滑的效果，解决了现阶段桥梁支座润滑剂磨耗缺失或后期补充润滑剂难度大的业界难题。
附图说明
14.图1为目前桥梁支座结构示意图
15.图2为目前具有润滑剂补充的支座结构示意图
16.图3为本发明实施例1结构示意图1
17.图4为本发明实施例1结构示意图2
18.图5为实施例润滑剂储仓的结构示意图
19.图6为多级触手结构示意图
20.图7为本发明实施例润滑通道结构示意图
21.图8为实施例2多级触手结构示意图1
22.图9为实施例2多级触手结构示意图2
23.图10为实施例2多级触手结构示意图3
24.图11为实施例2多级触手结构图
[0025]1‑
桥梁支座体、上支座板1
‑
1、下支座板1
‑
2、球芯1
‑
3、中间板1
‑
4；
[0026]2‑
多级触手、触头2
‑
1、
[0027]3‑
压力装置、压头3
‑
1、压力弹簧3
‑
2、
[0028]4‑
润滑剂储仓、压力通道4
‑
6；
[0029]5‑
润滑通道系统、主通道5
‑
1、竖向通道5
‑
2、环型通道5
‑
3、放射型通道 5
‑
4；
[0030]6‑
止回阀、7
‑
储仓固定座、8
‑
摩擦副、9—微型压力阀。
具体实施方式
[0031]
以下结合附图和实施例对本发明技术方案做详细说明。
[0032]
所述桥梁支座体为桥梁盆式支座、球型支座，或其它相关类型的支座。
[0033]
专利一
[0034]
一种适用于桥梁支座的自动补充润滑剂方法，因外部桥梁运营周期内变形、变位或者因环境出现地震导入能量后，使得支座发生位移或转角时产生相对位差，设计传递机构和机制(触手与压力装置)，产生和积累压力，将存储的润滑剂通过通道系统适时地补充到摩擦副中，实现桥梁支座润滑剂的自动补充。进一步的，设计多级次传递机构和机制以实现自动多级次补充。
[0035]
详细介绍设计方法。
[0036]
支座1为现有技术产品，通常它包括上支座板1
‑
1、球芯1
‑
3、下支座板1
‑
2，球芯1
‑
3位于上支座板1
‑
1、下支座板1
‑
2之间并通过上下摩擦副8进行接触面之间的活动。
[0037]
本发明对已有支座1改装和应用，如图3和图4所示：
[0038]
在桥梁支座1的上支座板1
‑
1或者下支座板1
‑
2上设置触手2；触手2固定于支座板上，视为支座板的衍生体，感受上下支座板之间发生的相对移动或位差而发生同步位移；
[0039]
接着，固定润滑剂储仓4；润滑剂储仓4预储有润滑剂；
[0040]
接着，在支座内开设润滑通道系统5，在上下摩擦副8形成输出通孔，同时与润滑剂储仓4的输出通道4
‑
1连通；用于运输、疏散和提供润滑剂；
[0041]
接着，设置压力装置3，并与触手2位于不同的支座板上，通过压力装置3 将支座板上的触手2与润滑剂储仓4联系起来；
[0042]
接着，因地震等外界发生能量输入，使得桥梁支座体1的上支座板1
‑
1相对于下支座板1
‑
2产生位移时，触手2对压力传递装置3的压头3
‑
1进行触压，压头3
‑
1被压缩，进而转化为导储仓4内的润滑剂被推进并由润滑通道系统5压入到上下摩擦副8间，从而完成对支座适时的补给润滑。
[0043]
再述：
[0044]
所述触手2可以设计为触手机械结构，触手布置与压力装置分别位于有相对位移或位差的两个支座板部件上：如触手布置在上支座板上，则压力装置布置在下支座板上；如触手布置在下支座板上，则压力装置布置在上支座板上。当支座的上、下支座板产生相对位差时，触手可以与压力装置的压力头接触，将压力头进行挤压，使润滑剂压入到润滑剂通道中，并通过通道和润滑通道系统5进入摩擦副间。
[0045]
专利二
[0046]
基于专利一技术方案，进一步公开开发的产品。如图3和图4所示：
[0047]
整个装置的结构和工作方式：
[0048]
在桥梁支座1的上支座板1
‑
1上设置触手2(作为实施例，举例而非限定)；触手2固定于上支座板1
‑
1上并跟随上支座板1
‑
1的移动而发生同步位移；
[0049]
设置润滑剂储仓4，润滑剂储仓4预储有润滑剂；(举例，所述储仓固定座可以设置在桥梁支座体外部，添加用于固定润滑剂储仓的固定装置)
[0050]
在下支座板1
‑
2上设置压力装置3，压力装置3接受上支座板1
‑
1上的触手 2位移信号并转化成对润滑剂储仓4供源的开关；
[0051]
球芯1
‑
3内开设润滑通道系统5，在上下摩擦副8形成输出通孔，同时与润滑剂储仓4的输出通道4
‑
1连通；用于运输、疏散和提供润滑剂；
[0052]
因地震等外界发生能量输入，使得桥梁支座体1的上支座板1
‑
1相对于下支座板1
‑
2产生位移时，随着上支座板1
‑
1的移动/转动，触手2的触头2
‑
1依次对压力传递装置3的压头3
‑
1进行触压，压头3
‑
1被压缩，进而引导储仓4内的润滑剂被压入到管道4
‑
1中，再通过润滑通道系统5压入到上下摩擦副8间。
[0053]
作为实施例，进一步优化装置：所述触手2可以设计为具有多个触手的机械结构，多级触手布置与压力装置分别位于有相对位移或位差的两个支座板部件上：如多级触手布置在上支座板上，则压力装置布置在下支座板上；如多级触手布置在下支座板上，则压力装置布置在上支座板上。当支座的上、下支座板产生相对位差时，触手的每个触手可以逐个与压力装置的压力头接触，将压力头进行挤压，使润滑剂压入到润滑剂通道中，并通过通道和润滑通道系统5进入摩擦副间。
[0054]
为此进一步公开具体实施例：
[0055]
润滑剂储仓4可布置在支座的适合位置。
[0056]
润滑剂储仓4为内部中空、密封的壳体结构，且其端口面上开有润滑剂进出口，连接有压力通道4
‑
6和压头2
‑
1。润滑剂储仓出口处通过管道连接润滑剂通道与支座的润滑剂通道4
‑
6相连接，入口用于将润滑剂储加入到储仓中.
[0057]
润滑剂储仓4可设置为透明体或设置有观测位，便于观测储仓内润滑剂储存量。润滑剂储仓也可以做成独立结构，当储仓中润滑剂使用完毕后，取下，更换，润滑剂储仓通过接头与压力通道和压头相连接。
[0058]
如图5，所述储仓4包括仓头4
‑
1、仓体内润滑剂4
‑
2、储仓活塞(4
‑
3)、弹簧4
‑
4；在仓头4
‑
1中设置压力通道4
‑
6、润滑剂出口4
‑
7、润滑剂入口4
‑
8；
[0059]
其中：
[0060]
压力通道4
‑
6一端与压力装置3的活塞(3
‑
4)相适配，使活塞(3
‑
4)可在 4
‑
6中进行直线运动；
[0061]
润滑剂入口4
‑
8设置于仓体润滑剂4
‑
2与压力通道6之间，当压力装置3 处于放松状态时，其活塞(3
‑
4)向远离润滑剂出口4
‑
7方向移动，打开润滑剂入口4
‑
8，仓体4
‑
2中的润滑剂进入压力通道4
‑
6。
[0062]
压力通道4
‑
6一端连接润滑剂出口4
‑
7，当压力装置3处于受压状态时活塞 (3
‑
4)向润滑剂出口4
‑
7方向移动，并封闭润滑剂入口4
‑
8且挤压压力通道4
‑
6 中的润滑剂，使润滑剂通过润滑剂出口4
‑
7被压出。
[0063]
储仓活塞(4
‑
3)、弹簧4
‑
4置于仓体4
‑
2内部，储仓活塞(4
‑
3)与仓体4
‑
2 相适配，弹簧4
‑
4位于储仓活塞(4
‑
3)与仓体4
‑
2的底部之间，当压力通道6 中的润滑剂压出后，在弹簧4
‑
4的弹力作用下，活塞4
‑
3推动润滑剂通过润滑剂入口4
‑
8填充到压力通道4
‑
6中。
[0064]
进一步优化装置：还可以包括拉索4
‑
5，拉索4
‑
5连接储仓活塞(4
‑
3)。目的在于当仓体中的润滑剂使用完毕后，可以拉动储仓活塞(4
‑
3)，补充仓体4
‑
2 中的润滑剂。
[0065]
仓头4
‑
1与仓体相适配并可自由拆卸，目的在于仓体4
‑
2可以取下补充润滑剂。
[0066]
多级触手2包括若干连续可导的触头2
‑
1。
[0067]
如图6所示,多级触手2的触头2
‑
1与压力装置3:
[0068]
压力装置压头3
‑
1在a点处接触，此时压力装置弹簧3
‑
3处于压紧状态，压力装置活塞3
‑
4压入到储仓4的压力通道内，将压力通道内的润滑剂推送至润滑通道5并达到摩擦副8间；
[0069]
随着上支座板1
‑
1由a向向b向的移动时，促使多级触手触头2
‑
1与压头 3
‑
1的接触位置由a点处逐渐移向b点，压力装置弹簧3
‑
3由于弹力作用，使触头2
‑
1与压头3
‑
1的始终处于接触状态，由于a、b点存在位差，此时压力装置 3的活塞3
‑
4从储仓4的压力通道(4
‑
6)退移，储仓4的压力通道(4
‑
6)内润滑剂减少，储仓4自动将润滑剂补充到压力通道(4
‑
6)内。
[0070]
以上描述，触头2
‑
1与压头3
‑
1的接触位置由a点处逐渐移向b点的过程就成为一个润滑剂自动补充的循环，当上支座板1
‑
1继续延ab向移动时，触头 2
‑
1与压头3
‑
1的接触位置经由c向d移动，再次实现一个润滑剂自动补充的循环。
[0071]
根据支座要求可设置循环次数，每个循环作为一个级次，可实现支座的多级次润滑剂的补充。
[0072]
如图7：
[0073]
所述润滑通道系统5为连接润滑剂储仓与支座滑动副的、可供润滑剂通过的纵向、横向、环向通道。
[0074]
作为实施例，举例而非限定：润滑通道系统5由横向主通道5
‑
1、竖向通道 5
‑
2、环型通道5
‑
3、放射型通道5
‑
4组成。润滑剂进入主通道5
‑
1后，在压力作用下通过竖向通道5
‑
2进行环型通道5
‑
3与放射型通道5
‑
4，环型通道5
‑
3根据球芯1
‑
3的大小、桥梁支座型号进行设置，通道数量多少、所处位置以满足润滑剂可以均匀的布满摩擦副为目的。通道5
‑
4放射型布置可以使润滑剂补充时，流动更顺畅，减少润滑剂流动阻力。
[0075]
作为实施例，进一步优化装置：润滑通道系统5出口处设置的微型压力阀9 可保证润滑剂在一定压力下方可进入摩擦副，避免由于润滑剂自重自行流出而形成润滑通道空气柱的形成。所述微型压力阀9设置在润滑通道出口处，防止压力装置在不施压情况下，润滑通道内的润滑剂在自重情况下自由流出，导致润滑通道进入空气，当压力装置施压时，由于通道内的空气柱导致润滑油无法注入润滑通道。
[0076]
作为实施例，进一步优化装置：还可以包括止回阀6。举例而非限定，润滑剂储仓的通道4
‑
1与润滑通道系统5接口处设置止回阀6。所述止回阀还可以置于压力装置压头与管道，以及管道与润滑通道系统5中，作用为当润滑剂压入到润滑通道系统5中后，防止润滑剂回流。
[0077]
专利三(为与专利二并列技术方案)
[0078]
参照专利二，与之区别之处，进一步公开如下：
[0079]
如图8至图10所示,多级触手2与压力装置3的另一形式:
[0080]
压力装置3包括压头3
‑
1、弹簧3
‑
3、活塞3
‑
4、输出杆件3
‑
5、输入杆件 3
‑
6、轴3
‑
7，其中：
[0081]
输入杆件3
‑
6与触头2
‑
1接触，并受多级触手2的移动支配下更替与不同的触头2
‑
1接触；
[0082]
输入杆件3
‑
6、轴3
‑
7、输出杆件3
‑
5三者固定，输入杆件3
‑
6运动时经轴 3
‑
7使得输出杆件3
‑
5也同步动作；
[0083]
输出杆件3
‑
5与压头3
‑
1耦合，将从输入杆件3
‑
6接受动作传递给压头3
‑
1；
[0084]
弹簧3
‑
3设置于压头3
‑
1与储仓4的仓头4
‑
1之间，使压头3
‑
1始终与输出杆件3
‑
5保持接触；
[0085]
活塞3
‑
4置于储仓4的压力通道4
‑
6中。参照实施例1中的储仓4，压力通道4
‑
6一端与压力装置3的活塞(3
‑
4)相适配，使活塞(3
‑
4)可在4
‑
6中进行直线运动。
[0086]
如图11所示，实施例2中的触手2可根据支座要求设置多个触头2
‑
1，实现支座的多级次润滑剂的补充。
[0087]
工作时：
[0088]
多级触手2的触头2
‑
1与压力装置3的压头3
‑
1处于“状态1”时，此时压力装置3中的弹簧3
‑
3处于压紧状态，压力装置3中的活塞3
‑
4压入到储仓4 的压力通道(4
‑
6)内，将压力通道(4
‑
6)内的润滑剂推送至润滑通道系统5 并达到摩擦副8间；
[0089]
因地震等外部引入能量输入下，随着上支座板1
‑
1由a向向b向的移动时，触头2
‑
1推动输入杆件3
‑
6绕轴3
‑
7旋转，旋转时带动输出杆件3
‑
5向远离压头 3
‑
1的方向移动，压力装置3中的弹簧3
‑
3由于弹力作用，使输出杆件3
‑
5与压头3
‑
1的始终处于接触状态，随着上
支座板1
‑
1由a向向b向的位移增加，实现由“状态1”向“状态2”的转变，此时压力装置3中的活塞3
‑
4从储仓4的压力通道(4
‑
6)退出，储仓4的压力通道(4
‑
6)内润滑剂减少，储仓4自动将润滑剂补充到压力通道(4
‑
6)内，完成一个润滑剂自动补充的循环。