[发明专利]齿轮传动摩擦阻尼器及装配施工过程

说明书

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种齿轮传动摩擦阻尼器及装配施工过程，包括下连接板、下摩擦片、主板、上摩擦片、后角钢、前角钢、下齿条、三联齿轮、双连杆、上齿条、U形连接件、高强螺栓、限位螺栓、齿轮转轴和定位销。主板位于下连接板及分离布置的前角钢、后角钢之间，下摩擦片粘贴于下连接板的上表面，上摩擦片粘贴于后角钢和前角钢的下表面，三联齿轮、上齿条、下齿条和双连杆位于后角钢和前角钢中间，下齿条粘贴于主板凹槽内，上齿条粘贴于双连杆凹槽内，U形连接件焊接于双连杆端部。位移放大型摩擦阻尼器利用齿轮传动理论放大了阻尼器的滑动摩擦位移，耗能能力强。

技术领域

本发明属于土木工程技术领域，涉及一种消能减震装置，尤其是通过齿轮提供放大位移的摩擦阻尼器。

背景技术

消能减震技术是在结构的抗侧力构件中并联阻尼器，由阻尼器消耗大部分的地震能量，从而保证主体结构的安全，是一种积极有效的抗震策略。现有阻尼器工作时的位移通常与连接点的相对位移相等，故阻尼器宜设置在结构相对变形较大的位置，如结构相对变形小，阻尼器因位移小而不能有效发挥其耗能功能。为此，学者们研发了新技术使得阻尼器的位移大于连接点的相对位移，如：公开号为CN 104314192A的专利中公开了带位移放大装置的阻尼器，即利用杠杆原理增大阻尼器的位移，但杠杆传递效率较低，只有阻尼器尺寸很大时才能获得较大的位移，这样就造成了安装施工的不便，也影响了建筑的使用功能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种齿轮传动摩擦阻尼器，该阻尼器在地震时能利用齿轮传动原理实现阻尼器工作位移大于连接点的相对位移，具有良好的耗能能力，且构造简单、安装方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

齿轮传动摩擦阻尼器，包括下连接板、下摩擦片、主板、上摩擦片、后角钢、前角钢、下齿条、三联齿轮、双连杆、上齿条、U形连接件、高强螺栓、限位螺栓、齿轮转轴和定位销；主板位于下连接板及分离布置的前角钢、后角钢之间，下摩擦片用环氧树脂粘贴于下连接板的上表面，上摩擦片用环氧树脂粘贴于后角钢和前角钢的下表面，高强螺栓将粘有下摩擦片的下连接板、主板和粘有上摩擦片的后角钢与前角钢连接；三联齿轮、上齿条、下齿条和双连杆位于后角钢和前角钢中间，齿轮转轴穿过前角钢、三联齿轮和后角钢，定位销和限位螺栓穿过前角钢、双连杆和后角钢；主板上表面开凹槽，双连杆下表面开凹槽，上摩擦板中间开齿条孔，下齿条用环氧树脂粘贴于主板凹槽内，上齿条用环氧树脂粘贴于双连杆凹槽内，U形连接件焊接于双连杆端部。

三联齿轮由第一齿轮和第二齿轮构成，第一齿轮半径大于第二齿轮半径，第一齿轮和下齿条相啮合，第二齿轮和上齿条相啮合。

齿轮传动摩擦阻尼器包括摩擦单元和齿轮传动单元两个功能单元。摩擦单元由下连接板、下摩擦片、主板、上摩擦片、后角钢、前角钢和高强螺栓组成；齿轮传动单元由下齿条、三联齿轮、双连杆、上齿条、U形连接件、齿轮转轴和限位螺栓组成。齿轮传动摩擦阻尼器工作原理如下：

①高强螺栓将粘有下摩擦片的下连接板、主板和粘有上摩擦片的后角钢与前角钢连接，通过施加正压力可调节摩擦单元的摩擦力。

②荷载作用下，粘有上齿条的双连杆发生移动，上齿条带动第二齿轮转动，以至于驱动三联齿轮发生转动；当第一齿轮与下齿条的啮合力大于摩擦单元的最大静摩擦力时，粘有下齿条的主板会与粘有下摩擦片的下连接板、粘有上摩擦片的前角钢和后角钢发生相对滑动从而产生摩擦力耗散能量。由于第一齿轮和第二齿轮具有相同的角速度，令r₁和r₂分别表示第一齿轮半径和第二齿半径，根据齿轮传动原理可知摩擦单元的滑动位移与双连杆位移之比为r₁/r₂，实现了齿轮传动摩擦阻尼器的位移放大功能。