[发明专利]一种螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器及使用方法

权利要求书

1.一种螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器，包括抗旋扭簧和限位螺钉，其特征在于：还包括摩擦螺杆、对称设在摩擦螺杆上的两个套筒，所述的套筒呈圆筒形，圆筒形孔内前端部开有摩擦内丝，后端部开有筒尾内丝，摩擦内丝与筒尾内丝之间的套筒壁上钻有一个筒壁小孔；所述的摩擦螺杆整体呈圆柱状，摩擦螺杆的杆体上对称设有分别与两个套筒内孔中摩擦内丝相配合的两段摩擦外丝，两段摩擦外丝的螺旋方向相反；所述的摩擦外丝凸出摩擦螺杆圆柱外表面；利用螺纹啮合形成的多螺旋接触面和纵向拉力形成的正压力提供旋转摩擦力以实现拉伸单向耗能；摩擦螺杆的杆体两端部对称设有一段与摩擦螺杆总体共轴但直径缩小的套簧细段，两端部的套簧细段的内侧设有一个杆身小孔；所述的抗旋扭簧和限位螺钉依次设置在套簧细段上，先将抗旋扭簧套接到套簧细段上，再将抗旋扭簧的内侧端穿过杆身小孔，外侧端穿过筒壁小孔，所述限位螺钉旋进筒尾内丝直至抵住套簧细段的尾部。

2.根据权利要求1所述的一种螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器，其特征在于：所述的摩擦内丝的横截面呈矩形，与摩擦内丝相配合的摩擦外丝的横截面亦呈矩形。

3.根据权利要求1所述的一种螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器，其特征在于：所述的套筒、摩擦螺杆、摩擦内丝及摩擦外丝相互啮合的截面尺寸，以及螺旋角参数、抗旋扭簧和限位螺钉的型号根据工程设计需要确定。

4.根据权利要求1-3任一项所述螺纹套筒式拉伸摩擦耗能器的使用方法， 其特征在于：按常规工程设计需要，确定套筒、摩擦螺杆、摩擦内丝及摩擦外丝相互啮合的截面尺寸，以及螺旋角参数、抗旋扭簧和限位螺钉的型号；

组装：先将抗旋扭簧套接到套簧细段上，并将抗旋扭簧内侧一端的直段伸进杆身小孔；然后将带着抗旋扭簧的摩擦螺杆的两端套簧细段端分别从对称的两个套筒各自的摩擦内丝一端伸入，并将摩擦外丝旋进摩擦内丝，直至抗旋扭簧的外侧一端直段与套筒壁小孔位置匹配并伸出筒壁小孔，此时，两个套筒对称于摩擦螺杆中横截面；

预紧：先限制两端套筒的旋转位移，不限制套筒轴向伸长的位移，然后在摩擦螺杆中点处拧动摩擦螺杆，驱使两端套筒沿着纵轴线方向向相互远离方向移动，期间带动抗旋扭簧发生扭紧变形和拉伸变形，然后将限位螺钉旋进筒尾内丝直至抵住套簧细段的尾部，然后松开摩擦螺杆的拧动扭矩，此时，整个摩擦耗能器处于预紧平衡状态；

安装使用：将预紧过的摩擦耗能器组装件的两头连接在工程结构所需部位，针对这些部位的不同构造特征，采用单个、串连、并联、串并联多种连接形式，通过现浇或预浇固定；

工作状态：当两个套筒的外端同时受到一对压力作用时，由于限位螺钉的限制，摩擦螺杆无法旋转，整个耗能器以轴向弹性受压状态工作；

当两个套筒的外端同时受到一对拉力作用时，两个套筒这对拉力会使摩擦螺杆的摩擦外丝产生顺着两个套筒的摩擦内丝旋转的趋势，而这个趋势会受到处于扭紧状态的抗旋扭簧所蓄积的弹性扭矩的阻碍；

当两个套筒这对拉力较小时，摩擦螺杆的旋转趋势也较小，抗旋扭簧所蓄积的弹性扭矩能阻止旋转趋势发展为旋转运动，整个摩擦耗能器以轴向弹性受拉状态工作；

当两个套筒拉力较大时，摩擦螺杆的旋转趋势也较大，抗旋扭簧所蓄积的弹性扭矩无法阻止旋转趋势发展为旋转运动，此时，摩擦螺杆开始发生旋转运动，抗旋扭簧也跟随发生进一步的扭紧变形和拉伸变形，并对摩擦螺杆旋转运动产生扭转阻力，同时，两个套筒向相反方向直线运动，整个摩擦耗能器在新的平衡状态下沿纵轴线方向伸长，使所服务的工程结构处于塑性工作状态，期间，由于两端套筒承受较大拉力，使得摩擦外丝与摩擦内丝之间具有较强的接触正压力，因而摩擦外丝与摩擦内丝的相对旋转运动会产生很大的摩擦阻力，该摩擦阻力会耗散大量能量；

当摩擦耗能器反向受力，即受压时，摩擦螺杆也发生反向旋转运动，期间，由于抗旋扭簧的恢复力方向与摩擦螺杆的旋转方向相同，因而实际并不需要压力即可保证摩擦螺杆旋回当初预紧时的状态，即耗能器由拉伸最大位移状态回到预紧状态的过程中自动复位，不会发生耗能；继而在较大的多次往复拉压力作用下，摩擦耗能器也能实现拉伸耗能—压缩自动复位的多次往复耗能—复位的效果。