[发明专利]一种桥梁用机械式速度锁定装置及锁定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种非耗能型传力装置及使用方法，具体涉及一种用于桥梁建筑中的能够实现在地震和风振发生的瞬间，通过动态连接杆有效地将质量块锁在一起的一种桥梁用机械式速度锁定装置及锁定方法。

背景技术

速度锁定装置作为一种非耗能型传力装置，要求其在桥梁受温度等因素慢速变形下可以自由运动，当速度超过其控制值时，它会像汽车中的安全带一样将运动锁住，起到分散和转移受力的作用。目前，一般使用的速度锁定装置是基于液体粘滞阻尼装置技术发展而来，采用粘滞材料作为其填充介质，但是作为一种液压装置，其工作年限受到密封系统的循环使用年限和工作介质的老化及周期退化两大问题的制约。

在解决工作年限受到密封系统的循环使用年限和工作介质的老化及周期退化的两大问题，一般考虑使用高级别的密封结构和性能良好的密封件，以及采用相对稳定的工作介质。但是考虑到速度锁定装置工作环境的恶劣以及桥梁建筑设备维护的复杂性，粘滞材料介质类速度锁定装置存在一定的泄漏和失效风险。因此有必要设计开发一种在不采用粘滞材料类介质的机械式速度锁定装置，实现其功能。

发明内容

本发明的目的在于针对粘滞材料类速度锁定装置的使用风险问题，而提出的一种桥梁用机械式速度锁定装置及锁定方法，其可以实现在桥梁建筑受温度等因素慢速变形下自由运动，当速度超过其控制值时，它会像汽车中的安全带一样将运动锁住，起到分散和转移受力的作用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种桥梁用机械式速度锁定装置，包括上锚碇板组件、传动箱、齿条连杆、传动齿轮、承载轴、棘轮、棘爪、摆锤、滚轴、转动轴一、转动轴二、平衡弹簧、下底座、下锚碇板组件，上锚碇板组件与桥梁梁体浇注在一起， 下锚碇板组件与桥梁墩台浇注在一起，

上锚碇板组件和传动箱相互连接固定；平衡弹簧一端固定至传动箱，一端固定至棘爪；棘爪通过转动轴二安装至传动箱，棘爪一端与棘轮接触，棘爪另一端与摆锤接触；

棘轮与传动齿轮由承载轴连接固定；承载轴安装至传动箱，可转动；摆锤通过转动轴一安装至传动箱；摆锤绕转动轴一摆动驱动棘爪绕转动轴二转动；

齿条连杆放置于滚轴上，并与传动齿轮接触啮合，滚轴安装至传动箱，可转动；齿条连杆与下底座铰接；下底座与下锚碇板组件固定。

一种利用桥梁用机械式速度锁定装置的锁定方法，通过齿条连杆传递作用力，当桥梁梁体与桥梁墩台在发生慢速相对位移时，齿条连杆与传动齿轮啮合，棘爪与棘轮的传动处于开启状态，桥梁梁体与桥梁墩台不发生相对锁定，当桥梁梁体与桥梁墩台在发生快速相对位移时，摆锤发生摆动，撬动棘爪，使棘爪与棘轮的传动处于啮合状态，桥梁梁体与桥梁墩台发生相对锁定。

所述摆锤在齿条连杆慢速运动情况下，不发生摆动，在齿条连杆快速运动时，摆锤发生惯性力摆动，撬动棘爪，使棘爪与棘轮啮合，从而实现锁定。

所述平衡弹簧与棘爪之间固结，保证了棘爪在自由状态下保持开启状态，并保证棘爪在完成与棘轮啮合锁定后棘爪可以回弹至平衡位置。

本发明通过齿条连杆传递作用力，当桥梁梁体与桥梁墩台在发生慢速相对位移时，齿条连杆与传动齿轮啮合，棘爪与棘轮的传动处于开启状态，桥梁梁体与桥梁墩台不发生相对锁定，当桥梁梁体与桥梁墩台在发生快速相对位移时，摆锤发生摆动，撬动棘爪，使棘爪与棘轮的传动处于啮合状态，桥梁梁体与桥梁墩台发生相对锁定。

在本发明中，所述上锚碇板组件与桥梁梁体浇注在一起，保证上部传力的可靠性。

在本发明中，所述下锚碇板组件与桥梁墩台浇注在一起，保证下部传力的可靠性。

在本发明中，所述齿条连杆放置于滚轴之上，保证了齿条连杆可以沿垂直承载轴方向自由转动，保证了竖向的转角。

在本发明中，所述平衡弹簧与棘爪之间固结，保证了棘爪在自由状态下保持开启状态，并保证棘爪在完成与棘轮啮合锁定后棘爪可以回弹至平衡位置。

在本发明中，所述摆锤在齿条连杆慢速运动情况下，不发生摆动，在齿条连杆快速运动时，摆锤发生惯性力摆动，撬动棘爪，使棘爪与棘轮啮合，从而实现锁定。

在本发明中，所述采用两套摆锤、棘爪、棘轮锁定系统，从而实现双向锁定。

在本发明中，所述传动齿轮与棘轮由承载轴连接固定，具有同样的转角速度；所述承载轴在箱体上使用轴承座固定，可实现转动和承载。