[发明专利]带轴承的电磁阻尼器

说明书

技术领域

本发明涉及一种带轴承的电磁阻尼器，属于土木工程结构振动控制领域，用于减小桥梁结构在地震、风、车辆等外荷载作用下的振动响应。

背景技术

随着土木工程中设计技术和建筑材料的发展，现代桥梁结构越来越往长、细、轻、柔与低阻尼方向发展，各地建成许多轻型大跨的桥梁。这类桥梁在地震、风、车辆等动力荷载作用下，容易产生大的变形和振动。桥梁结构的振动是引起桥梁损坏(破坏)的一个重要因素。引起桥梁振动的因素主要有：地震引起的振动、荷载引起的振动及车-桥耦合作用引起的振动。振动使桥梁的内部应力增大，降低它的耐久性。大跨度桥梁的大量兴建和高效能建桥材料的广泛应用，桥梁结构的振动问题日趋突出。

土木工程结构振动控制就是在土木工程结构的特定部位装设某种装置(如隔振垫等)或某种机构(如消能支撑、消能剪力墙、消能节点、消能器等)或某种子结构(如调频质量等)或施加外力(如外部能量输入)或调整结构的动力特性，在地震(或风)的作用下，使其结构的动力响应(如加速度、速度、位移)得到合理的控制，确保结构本身及结构中的人员仪器设备的安全和处于正常的使用环境状况。

目前，在桥梁工程中广泛应用的振动控制方式被动控制，手段是在桥梁支座处安置阻尼器，如申请号为2016103402532的可串联组装的频率可调的电涡流调谐质量阻尼器,申请号为2016106441952的一种半主动式振动控制电涡流阻尼器。传统阻尼器以调节结构的竖向振动为主，设计时并未考虑对下部结构的墩柱等构件的横向减震效果。为此，亟需设计一种以耗能减震的方式减小桥梁结构多种方向的振动，有效减小大震下桥梁结构塑性变形以及残余位移，提高多种方向抗震能力的阻尼器。

发明内容

发明目的：针对现有阻尼器只能桥梁结构竖向振动控制的问题，本发明提供一种针对桥梁结构的，涵盖横向在内的多种方向振动的阻尼器，通过振动时阻尼器内部产生的电涡流，实现多向耗能减振。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供一种带轴承的电磁阻尼器，包括筒体和阻尼部分，所述筒体用于连接建筑结构，所述阻尼部分安装在筒体内，所述阻尼部分包括固定轴、弹性件、直线轴承、导体片和磁铁，所述直线轴承套设在固定轴上，所述磁铁安装在直线轴承外表面，所述弹性件安装在磁铁与筒体之间，所述导体片安装在筒体内表面，所述导体片与磁铁在筒体的周向上间隔地排列。铜片和磁铁的数量可根据需要增加或者减少。

作为优选，所述固定轴是两端固定安装在筒体轴线上的圆柱体。固定轴的轴线与筒体轴线一致，采用实心或空心圆柱体，两端固定在筒体内壁两端。所述筒体是由铝合金制成的薄壁筒体。呈圆柱体，通过定位销固定于桥梁结构内部，可根据需要沿任意方向放置。

作为优选，所述直线轴承是整体的一个，所述磁铁在直线轴承的轴向上间隔地布置。形成整体式的阻尼器，所述弹性件在筒体的径向上连接筒体与磁铁，与最外侧的磁铁对应。弹簧数量可根据需要增减。当阻尼部分为整体式时，所述直线轴承数量为1；当阻尼部分为分离式时，所述直线轴承数量根据需要增加。所述各段直线轴承与固定轴连接的内侧固定，与磁铁连接的外侧可连同磁铁沿轴向双向移动。

作为优选，所述直线轴承是间隔布置的一组，各段直线轴承与固定轴连接的内侧固定，与磁铁连接的外侧可沿轴向移动。形成分离式的阻尼器，其外侧磁铁与筒体两端内壁、相邻两组的对应磁铁之间均连接有弹性件。

作为优选，所述磁铁的形状为六面体，磁铁的一端固定安装在直线轴承外侧。磁铁可随直线轴承外侧沿轴向移动，数量可根据需要增减。

作为优选，所述磁铁沿筒体径向等分为若干组，每组在直线轴承外侧均匀布置，N/S端沿直线轴承外侧相对，组与组之间间距相等。

作为优选，所述导体片沿筒体径向等分为若干组，每组均与磁铁交错布置，每个铜片与相邻两个磁铁距离相等。导体片沿筒体的径向放置，一端固定安装在筒体的内表面，每个导体片磁铁呈轴对称放置，其数量可以根据实际情况增减。

作为优选，所述导体片是铜片，所述弹性件是弹簧。所述铜片等分为若干组，每组均与磁铁交错布置。所述每个铜片与相邻两个磁铁距离相等，铜片面通过相邻两个磁铁形成磁场的磁感线。

直线轴承内侧、外侧均有16排沿直线方向布置凹槽形成的轨道，钢滚珠位于内外侧对应轨道上滚动，以保障与磁铁相连的轴承外侧沿直线方向移动的稳定性。

相对于分离式阻尼器，整体式阻尼器拥有更高的刚度，更好的整体性与稳定性；而分离式阻尼器则更为灵活，有效的增加了可调节的频宽，适应不同结构的需要。