[发明专利]一种摩擦阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种冲击、振动、地震控制装置，一种阻尼器，尤其是工业缓冲和建筑结构的减震消能用阻尼器。

背景技术

阻尼器是一种应用广泛的振动控制基本元件，用于机械、交通工具、桥梁、建筑结构的减振、缓冲、减震、耗能。

最常见的阻尼器为小孔节流式，也称液压油缸式，其由活塞、缸体和密封组成，活塞设有若干小孔或与缸体之间留有适当径向间隙，活塞将油缸分为两活塞腔，活塞腔内充有液压油或粘度稍高的粘滞液体，如硅油，当活塞相对于油缸运动时，液压油从活塞间隙或小孔流到另一活塞腔，两活塞腔压力差形成对活塞的运动阻力，做功，将机械能转化为热能，从而达到吸收外界能量的目的。这种阻尼器经过几十年的不断改进，已很完善。但由于构造方面的原因，具有天生的缺陷，例如必须采用严格的密封，结构复杂，对加工精度和零件可靠性敏感，造价高，寿命短，无法维修，工作油泄漏易污染环境等。常见的阻尼器还包括屈曲约束支撑和金属屈服阻尼器，这些阻尼器主要应用在建筑抗地震领域，此类阻尼器通常仅针对强震设计，而且位移有限，屈服力与位移和循环周次有相关性，无法维修进行重复利用。

另一种常用的阻尼器是摩擦阻尼器，其用于桥梁、建筑结构的消能缓冲、消能减震。目前，常用的摩擦阻尼器主要分为两类：一类利用电磁装置控制滑动摩擦力，例如申请号018007365.4专利公开的一种磁控摩擦阻尼器，此类阻尼器结构复杂，使用过程中需要一定的能源，因此造价和使用成本均较高；另一类利用机械原理控制滑动摩擦力，市场上常用的此类摩擦阻尼器主要有平板式和圆管式两种，例如申请号200810056406.6专利公开的一种板式变摩擦阻尼器和申请号200910210939.X专利公开的一种位移线性摩擦阻尼器。现有技术中，平板式的摩擦阻尼器主要由滑动板和夹板组成，再通过预紧螺栓和弹簧组装压紧，由于结构中使用了弹簧，预紧力较小，很难实现大阻尼力输出，若想大幅提高预紧力，弹簧所需空间太大，实用性差，单独使用预紧螺栓又无法保持阻尼力长时间、多周次稳定；圆管式的摩擦阻尼器主要由外筒和活塞组成，通过外筒和活塞的过盈配合形成摩擦面所需的正压力，此类摩擦阻尼器在工作过程中，无法维持摩擦面始终处于高预压应力状态，一旦活塞或外筒内壁出现磨损，出力将大幅下降，阻尼性能不稳定，难以满足多周次使用要求。另外，由于此类阻尼器对外筒和活塞的配合状态要求很高，因此装配难度大，性能参数不易控制，而且无法维修进行重复利用。

针对上述阻尼器的缺陷，申请号为201220208910.5的专利公开了一种摩擦式阻尼器，其利用预紧圆环或预紧线绳构成环向闭合的束紧装置，提供稳定的环向应力，在柱塞和约束筒发生相对移动时产生持续的摩擦阻尼力，实现耗能的作用。这种摩擦式阻尼器虽然可以实现更大的阻尼力输出，阻尼性能更加稳定，适用性也更好，但是也存在一定的缺点，表现在：（1）利用预紧圆环作为束紧装置时，摩擦式阻尼器的阻尼参数固定，无法根据工程实际情况进行现场调整；（2）预紧线绳构成束紧装置时，其在施加预紧力的状态下进行缠绕，加工工艺比较复杂，需要专业的操作设备，操作不当，阻尼参数就会发生变化，因此一般情况下也无法在现场进行参数调整。

如何克服现有摩擦阻尼器的缺陷，使其更好地满足工程应用的需要，成为此类产品在市场推广应用中必须解决的一个难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述缺陷，提供一种阻尼参数便于现场进行调节的摩擦阻尼器。

本发明摩擦阻尼器是这样实现的：包括柱塞和约束筒，柱塞至少局部设置在约束筒内，其特征在于柱塞表面设置至少一组组合胀紧环，组合胀紧环由带有内锥面的外圆环和带有外锥面的内圆环配合组成，约束筒内壁与外圆环表面紧密接触，或者约束筒与外圆环之间设置耐磨防锈层或耐磨防锈套。

组合胀紧环中内圆环与外圆环的数量及配合方式可以多种多样，例如组合胀紧环中的内圆环与外圆环可以沿柱塞轴向交错设置，外圆环的内锥面与相邻内圆环的外锥面相互配合，相邻的内圆环或/和相邻外圆环之间留有间隙。此外，组合胀紧环中的外圆环与内圆环还可以彼此叠加设置，外圆环的内锥面与叠加在一起的内圆环的外锥面相互配合，外圆环与内圆环各至少设置一个，其中，当同一组合胀紧环中外圆环与内圆环的数量超过一个时，相邻外圆环之间及相邻内圆环之间均没有间隙，并且相邻外圆环的内锥面倾斜方向与内圆环的外锥面倾斜方向也保持相同。