一种竖转式惯容减振装置

1.本发明涉及耗能减振装置技术领域，尤其涉及一种竖转式惯容减振装置。


背景技术：

2.给建筑物或设备安装隔振支座以降低外部激励带来的危害是目前工程领域非常常用的技术手段之一；其中，通过安装隔振支座可以使得整个建筑结构或设备的自振周期延长，目前隔振支座水平向隔振设计领域已趋于成熟，而竖向隔振研究相对较少，同时竖向隔振技术也是目前该领域重点发展的方向之一。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种竖转式惯容减振装置，该竖转式惯容减振装置结构设计新颖、电磁耗能效果好。
4.为达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现。
5.一种竖转式惯容减振装置，包括有上套筒、位于上套筒下端侧的下套筒，上套筒包括有呈矩形全围形状且竖向延伸的上矩形筒部、设置于上矩形筒部上端部的上顶板，下套筒包括有呈矩形全围形状且竖向延伸的下矩形筒部、设置于下矩形筒部下端部的下底板，上矩形筒部位于下矩形筒部的外侧；上套筒装设有上端磁铁组件，上端磁铁组件包括有上端内侧支撑架、位于上端内侧支撑架外侧的上端外侧支撑架，上端内侧支撑架、上端外侧支撑架分别位于上矩形筒部的内侧且上端内侧支撑架、上端外侧支撑架分别螺装紧固于上顶板的下表面；上端内侧支撑架紧固安装有呈矩形全围形状的上端一体式磁铁，且上端一体式磁铁设置有四个依次连接且分别呈竖向延伸的上端磁铁侧壁，上端外侧支撑架紧固安装有四个呈矩形布置的上端条形磁铁，各上端条形磁铁分别与相应侧的上端磁铁侧壁正对间隔布置，各上端条形磁铁内表面的磁极与相正对的上端磁铁侧壁外表面的磁极为异性磁极；下套筒装设有下端磁铁组件，下端磁铁组件包括有紧固安装于下底板且位于下矩形筒部内侧的下端支撑板，下端支撑板紧固安装有呈矩形全围形状的下端一体式磁铁，且下端一体式磁铁设置有四个依次连接且分别呈竖向延伸的下端磁铁侧壁，下矩形筒部的内表面紧固安装有四个呈矩形布置的下端条形磁铁，各下端条形磁铁分别与相应侧的下端磁铁侧壁正对间隔布置，各下端条形磁铁内表面的磁极与相正对的下端磁铁侧壁外表面的磁极为异性磁极；该竖转式惯容减振装置还包括有位于上端一体式磁铁、下端一体式磁铁内侧的竖向驱动杆，竖向驱动杆包括有滚珠丝杆部、设置于滚珠丝杆部下端部的金属杆部，金属杆部的下端部与下底板连接；上顶板对应滚珠丝杆部装设有滚珠螺母，滚珠丝杆部与滚珠螺母相配合并共同组成一滚珠丝杆副；金属杆部装设有上棘轮机构、位于上棘轮机构下方且与上棘轮机构运动方向相反的下棘轮机构；金属杆部还套装有转轴安装架，转轴安装架装设有四个呈圆周环状均匀间
隔分布且分别横向延伸的活动转轴，各活动转轴的外端部分别装设有呈竖向布置的铜片，各铜片的上端部分别伸入至上端一体式磁铁与上端条形磁铁之间，各铜片的下端部分别伸入至下端一体式磁铁与下端条形磁铁之间；各活动转轴的内端部分别装设有转轴齿轮，上棘轮机构的棘轮、下棘轮机构的棘轮分别设置有齿轮部，每一个转轴齿轮分别与各棘轮的齿轮部相啮合。
6.其中，所述上顶板设置有螺母安装部，所述滚珠螺母螺装紧固于螺母安装部；螺母安装部于所述竖向驱动杆的上端侧装设有弹性件，所述滚珠丝杆部的上端部与弹性件之间装设有上端止推轴承；所述下底板设置有驱动杆安装部，所述金属杆部的下端部与驱动杆安装部之间装设有下端止推轴承。
7.其中，所述上矩形筒部的内壁与所述下矩形筒部的外壁间隔布置，且上矩形筒部内壁与下矩形筒部外壁之间的间隙内填充有粘弹性阻尼材料层，粘弹性阻尼材料层分别与上矩形筒部内壁、下矩形筒部外壁粘接。
8.其中，所述上套筒与所述下套筒之间装设有螺旋弹簧，螺旋弹簧位于所述上矩形筒部的外围，螺旋弹簧的上端部与所述上顶板的边缘部抵接，螺旋弹簧的下端部与所述下底板的边缘部抵接。
9.其中，所述上矩形筒部与所述上顶板为一体结构。
10.其中，所述下矩形筒部与所述下底板为一体结构。
11.其中，所述滚珠丝杆部的上端部套装紧固有上限位螺帽，上限位螺帽位于所述滚珠螺母的上端侧；滚珠丝杆部的下端部套装紧固有下限位螺帽，下限位螺帽位于滚珠螺母的下端侧。
12.本发明的有益效果为：本发明所述的一种竖转式惯容减振装置，其包括上套筒、下套筒，上套筒包括上矩形筒部、上顶板，下套筒包括下矩形筒部、下底板；上套筒装设上端磁铁组件，上端磁铁组件包括上端内、外侧支撑架，上端内侧支撑架紧固安装上端一体式磁铁，上端外侧支撑架紧固安装四个上端条形磁铁；下套筒装设下端磁铁组件，下端磁铁组件包括下端支撑板，下端支撑板紧固安装下端一体式磁铁，下矩形筒部内表面紧固安装四个下端条形磁铁；该竖转式惯容减振装置还包括竖向驱动杆，竖向驱动杆包括滚珠丝杆部、金属杆部，金属杆部的下端部与下底板连接；上顶板对应滚珠丝杆部装设滚珠螺母，滚珠丝杆部与滚珠螺母相配合并共同组成一滚珠丝杆副；金属杆部装设上棘轮机构、位于上棘轮机构下方且与上棘轮机构运动方向相反的下棘轮机构；金属杆部还套装转轴安装架，转轴安装架装设四个活动转轴，各活动转轴外端部分别装设铜片；各活动转轴内端部分别装设转轴齿轮，上棘轮机构的棘轮、下棘轮机构的棘轮分别设置有齿轮部，每一个转轴齿轮分别与各棘轮的齿轮部相啮合。通过上述结构设计，本发明具有结构设计新颖、电磁耗能效果好的优点。
附图说明
13.下面利用附图来对本发明进行进一步的说明，但是附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。
14.图1为本发明的结构示意图。
15.图2为本发明的剖面示意图。
16.图3为本发明另一位置的剖面示意图。
17.图4为本发明又一位置的剖面示意图。
18.图5为本发明的局部结构示意图。
19.在图1至图5中包括有：1——上套筒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
11——上矩形筒部12——上顶板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
121——螺母安装部2——下套筒
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
21——下矩形筒部22——下底板
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
221——驱动杆安装部3——上端磁铁组件
ꢀꢀꢀꢀ
31——上端内侧支撑架32——上端外侧支撑架 33——上端一体式磁铁331——上端磁铁侧壁
ꢀꢀ
34——上端条形磁铁4——下端磁铁组件
ꢀꢀꢀꢀ
41——下端支撑板42——下端一体式磁铁 421——下端磁铁侧壁43——下端条形磁铁
ꢀꢀꢀ
5——竖向驱动杆51——滚珠丝杆部
ꢀꢀꢀꢀꢀ
52——金属杆部6——滚珠螺母
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
71——上棘轮机构72——下棘轮机构
ꢀꢀꢀꢀꢀ
73——齿轮部81——转轴安装架
ꢀꢀꢀꢀꢀ
82——活动转轴83——铜片
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
84——转轴齿轮9——弹性件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
101——上端止推轴承102——下端止推轴承
ꢀꢀ
110——粘弹性阻尼材料层120——螺旋弹簧。
具体实施方式
20.下面结合具体的实施方式来对本发明进行说明。
21.如图1和图2所示，一种竖转式惯容减振装置，其包括有上套筒1、位于上套筒1下端侧的下套筒2，上套筒1包括有呈矩形全围形状且竖向延伸的上矩形筒部11、设置于上矩形筒部11上端部的上顶板12，下套筒2包括有呈矩形全围形状且竖向延伸的下矩形筒部21、设置于下矩形筒部21下端部的下底板22，上矩形筒部11位于下矩形筒部21的外侧。需解释的是，本发明的上套筒1、下套筒2可分别采用一体式结构设计，具体的：上矩形筒部11与上顶板12为一体结构，下矩形筒部21与下底板22为一体结构；当然，上述一体式结构设计并不构成对本发明的限制，即本发明的上套筒1、下套筒2还可以采用分体式结构设计，具体的：上顶板12通过锁紧螺丝螺装紧固于上矩形筒部11的上端部，下底板22通过锁紧螺丝螺装紧固于下矩形筒部21的下端部。
22.其中，如图2和图3所示，上套筒1装设有上端磁铁组件3，上端磁铁组件3包括有上端内侧支撑架31、位于上端内侧支撑架31外侧的上端外侧支撑架32，上端内侧支撑架31、上端外侧支撑架32分别位于上矩形筒部11的内侧且上端内侧支撑架31、上端外侧支撑架32分
别螺装紧固于上顶板12的下表面；上端内侧支撑架31紧固安装有呈矩形全围形状的上端一体式磁铁33，且上端一体式磁铁33设置有四个依次连接且分别呈竖向延伸的上端磁铁侧壁331，上端外侧支撑架32紧固安装有四个呈矩形布置的上端条形磁铁34，各上端条形磁铁34分别与相应侧的上端磁铁侧壁331正对间隔布置，各上端条形磁铁34内表面的磁极与相正对的上端磁铁侧壁331外表面的磁极为异性磁极。
23.进一步的，如图2和图4所示，下套筒2装设有下端磁铁组件4，下端磁铁组件4包括有紧固安装于下底板22且位于下矩形筒部21内侧的下端支撑板41，下端支撑板41紧固安装有呈矩形全围形状的下端一体式磁铁42，且下端一体式磁铁42设置有四个依次连接且分别呈竖向延伸的下端磁铁侧壁421，下矩形筒部21的内表面紧固安装有四个呈矩形布置的下端条形磁铁43，各下端条形磁铁43分别与相应侧的下端磁铁侧壁421正对间隔布置，各下端条形磁铁43内表面的磁极与相正对的下端磁铁侧壁421外表面的磁极为异性磁极。
24.更进一步的，如图2所示，该竖转式惯容减振装置还包括有位于上端一体式磁铁33、下端一体式磁铁42内侧的竖向驱动杆5，竖向驱动杆5包括有滚珠丝杆部51、设置于滚珠丝杆部51下端部的金属杆部52，金属杆部52的下端部与下底板22连接；上顶板12对应滚珠丝杆部51装设有滚珠螺母6，滚珠丝杆部51与滚珠螺母6相配合并共同组成一滚珠丝杆副。
25.另外，如图2和图5所示，金属杆部52装设有上棘轮机构71、位于上棘轮机构71下方且与上棘轮机构71运动方向相反的下棘轮机构72；金属杆部52还套装有转轴安装架81，转轴安装架81装设有四个呈圆周环状均匀间隔分布且分别横向延伸的活动转轴82，各活动转轴82的外端部分别装设有呈竖向布置的铜片83，各铜片83的上端部分别伸入至上端一体式磁铁33与上端条形磁铁34之间，各铜片83的下端部分别伸入至下端一体式磁铁42与下端条形磁铁43之间。
26.还有就是，如图5所示，各活动转轴82的内端部分别装设有转轴齿轮84，上棘轮机构71的棘轮、下棘轮机构72的棘轮分别设置有齿轮部73，每一个转轴齿轮84分别与各棘轮的齿轮部73相啮合。
27.需解释的是，对于本发明的上棘轮机构71、下棘轮机构72而言，可采用以下结构设计，具体的：上棘轮机构71、下棘轮机构72分别包括有棘爪盘、棘轮，棘爪盘装设有与棘轮相配合的棘爪，棘爪盘套装紧固于竖向驱动杆5的金属杆部52，即棘爪盘随着竖向驱动杆5同步转动，转动的机转盘带动棘爪同步转动；其中，各棘轮可通过相应的限位件进行限位，各棘轮分别套装于金属杆部52外围，且各棘轮分别位于相应棘爪盘的外围，上述限位件可以为紧固于金属杆部52的限位螺母结构，并通过上下布置的两个限位螺母结构来对棘轮进行上下位置限位。由于上棘轮机构71、下棘轮机构72运动方向相反，即当上棘轮机构71的棘爪盘通过棘爪驱动棘轮转动时，下棘轮机构72的棘爪盘空转；当下棘轮机构72的棘爪盘通过棘爪驱动棘轮转动时，上棘轮机构71的棘爪盘空转。需进一步指出的是，本发明的上棘轮机构71、下棘轮机构72可以参照专利申请号为：201711354911.4、专利名称为：小角度快速倒齿的棘轮机构的中国发明专利申请。当然，上述上棘轮机构71、下棘轮机构72并不构成对本发明的限制。
28.在本发明工作过程中，上套筒1通过上顶板12紧固安装于上方的结构件，下套筒2通过下底板22紧固安装于下方的结构件，即本发明位于两个结构件之间，以实现上述两个结构件的耗能减振。
29.工作时，当本发明受到压力或拉力时，上套筒1会相对下套筒2上下移动，且上套筒1会带动滚珠螺母6同步上下移动，在此过程中，滚珠螺母6会相对竖向驱动杆5上下移动，由于滚珠螺母6与竖向驱动杆5的滚珠丝杆部51组成一滚珠丝杆副结构，在滚珠螺母6相对滚珠丝杆副上下移动的过程中，滚珠螺母6会驱动滚珠丝杆部51发生转动，进而使得整个竖向驱动杆5发生转动，转动的竖向驱动杆5通过金属杆部52带动上棘轮机构71的棘爪、下棘轮机构72的棘爪同步转动，由于棘轮机构为单向运动结构且上棘轮机构71、下棘轮机构72运动方向相反，即转动的金属杆部52只能驱动其中一个棘轮机构的棘轮发生转动；例如，当滚珠螺母6相对竖向驱动杆5朝下移动并使得竖向驱动杆5进行正向转动时，金属杆部52驱动上棘轮机构71的棘轮转动，此时下棘轮机构72的棘轮不转动；当滚珠螺母6相对竖向驱动杆5朝上移动并使得竖向驱动杆5进行反向转动时，金属杆部52驱动下棘轮机构72的棘轮转动，此时上棘轮机构71的棘轮不转动。
30.需指出的是，当上棘轮机构71的棘轮转动且下棘轮机构72的棘轮空转时，上棘轮机构71的棘轮通过其齿轮部73驱动各活动转轴82的转轴齿轮84转动，进而使得各活动转轴82相对转轴安装架81进行转动，转动的活动转轴82带动相应的铜片83进行转动，由于各铜片83的上端部分别伸入至上端一体式磁铁33与上端条形磁铁34之间且各铜片83的下端部分别伸入至下端一体式磁铁42与下端条形磁铁43之间，此时各转动的铜片83分别进行切割磁感线并产生电流；当下棘轮机构72的棘轮转动且上棘轮机构71的棘轮空转时，下棘轮机构72的棘轮通过其齿轮部73驱动各活动转轴82的转轴齿轮84转动，进而使得各活动转轴82相对转轴安装架81进行转动，转动的活动转轴82带动相应的铜片83进行转动，此时各转动的铜片83分别进行切割磁感线并产生电流。故而，在两个结构件之间发生振动并使得上套筒1相对下套筒2上下移动的过程中，本发明均会将机械能转化为电能，并通过电能耗散来实现机械能耗散，进而实现电磁耗能减振的目的。需强调的是，通过在金属杆部52位置安装两个反向运动的棘轮机构，无论上套筒1相对下套筒2朝下移动还是朝上移动，本发明均会发生铜片83切割磁感线并产生电流，即只要两个结构件之间发生振动都会发生电磁耗能减振的效果。
31.需进一步指出的是，对于本发明的转轴安装架81而言，其为固定结构，且转轴安装架81可以通过与下底板22连接的止转件来保证其不会发生转动，且转轴安装架81可通过限位件来限位安装于金属杆部52，该限位件可以为安装于金属杆部52的平面轴承。
32.需强调的是，本发明通过四个活动转轴82分别安装一个铜片83，即本发明具有四个铜片83，且每一个铜片83分别与上端条形磁铁34、下端条形磁铁43对齐；工作时，通过四个转动的铜片83同时进行磁感线切割并进行电磁耗能减震。
33.综合上述情况可知，通过上述结构设计，本发明具有结构设计新颖、电磁耗能效果好的优点。
34.作为优选的实施方式，如图2所示，上顶板12设置有螺母安装部121，滚珠螺母6螺装紧固于螺母安装部121；螺母安装部121于竖向驱动杆5的上端侧装设有弹性件9，滚珠丝杆部51的上端部与弹性件9之间装设有上端止推轴承101；下底板22设置有驱动杆安装部221，金属杆部52的下端部与驱动杆安装部221之间装设有下端止推轴承102。
35.在本发明使用过程中，弹性件9朝下顶推上端止推轴承101并使得竖向驱动杆5卡紧于上端止推轴承101与下端止推轴承102之间，在上下移动的滚珠螺母6驱动竖向驱动杆5转动的过程中，滚珠螺母6对滚珠丝杆部51的轴向作用力会通过弹性件9来进行耗能减震。其中，上述弹性件9可以为橡胶垫结构。
36.作为优选的实施方式，如图2至图4所示，上矩形筒部11的内壁与下矩形筒部21的外壁间隔布置，且上矩形筒部11内壁与下矩形筒部21外壁之间的间隙内填充有粘弹性阻尼材料层110，粘弹性阻尼材料层110分别与上矩形筒部11内壁、下矩形筒部21外壁粘接。
37.对于设置于上矩形筒部11与下矩形筒部21之间的粘弹性阻尼材料层110，其能够进一步地提高上套筒1与下套筒2之间的耗能隔振效果。
38.作为优选的实施方式，如图1和图2所示，上套筒1与下套筒2之间装设有螺旋弹簧120，螺旋弹簧120位于上矩形筒部11的外围，螺旋弹簧120的上端部与上顶板12的边缘部抵接，螺旋弹簧120的下端部与下底板22的边缘部抵接。
39.通过于上套筒1与下套筒2之间安装螺旋弹簧120，通过螺旋弹簧120的缓冲减振作用，本发明能够进一步地提高上套筒1与下套筒2之间的耗能隔振效果。
40.作为优选的实施方式，如图2所示，为避免竖向驱动杆5的滚珠丝杆部51与滚珠螺母6脱离，本发明可以采用以下限位结构设计，具体的：滚珠丝杆部51的上端部套装紧固有上限位螺帽，上限位螺帽位于滚珠螺母6的上端侧；滚珠丝杆部51的下端部套装紧固有下限位螺帽，下限位螺帽位于滚珠螺母6的下端侧。
41.以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。