申请/专利权人：故宫博物院

申请日：2019-04-26

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN109944901B

主分类号：F16F15/02

分类号：F16F15/02;F16F15/16

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2019.07.23#实质审查的生效;2019.06.28#公开

摘要：本发明涉及一种用于隔震支座的阻尼装置，包括丝杠、配合套和旋转阻尼机构；配合套安装在丝杠上，配合套的内壁上安装有滚珠，滚珠嵌入丝杠的螺纹槽内并用于沿着螺纹槽的延伸轨迹滚动配合；丝杠的一端或两端与旋转阻尼机构连接。将丝杠转动安装在隔震支座上，配合套上连接文物底座，受到震动冲击时，文物底座向配合套传递水平方向冲击力，配合套内的滚珠沿着丝杠的螺纹槽运动，带动丝杠转动，将对文物底座的水平方向冲击力转变为丝杠的转动力，实现文物底座水平方向冲击力的一级缓冲减震，旋转阻尼机构用于降低丝杠的转速，进一步吸收震动能量，实现文物底座的水平方向冲击力的二级缓冲减震，对文物具有更好的保护。

主权项：1.一种用于隔震支座的阻尼装置,其特征在于，包括丝杠、配合套和旋转阻尼机构；所述配合套安装在所述丝杠上，所述配合套的内壁上安装有滚珠，所述滚珠嵌入所述丝杠的螺纹槽内并用于沿着所述螺纹槽的延伸轨迹滚动配合，进而实现所述丝杠相对所述配合套转动动作；所述丝杠的一端或两端与所述旋转阻尼机构连接；所述丝杠的螺距为自所述丝杠的中部至所述丝杠的两端逐渐减小；所述配合套包括套体和连接板，所述套体安装在所述丝杠上，所述套体的内壁上设置有便于安装所述滚珠的安装孔，所述连接板安装在所述套体上。

全文数据：用于隔震支座的阻尼装置技术领域本发明涉及文物缓冲减震技术领域，具体而言，涉及一种用于隔震支座的阻尼装置。背景技术我国地处环太平洋地震带和欧亚地震带之间，大部分国土位于地震多发区域。我国超过半数的博物馆位于Ⅵ度及其以上的高烈度区域，地震活动频繁，每次地震灾害对博物馆陈列文物坏极其严重，给我们带来了惨痛的教训。博物馆馆藏文物具有重要的文化、历史和艺术价值，保护意义重大。馆藏文物多以浮放为主，在地震动荷载作用下其运动特征主要为滑动、摇晃、扭转和倾覆等。目前，我国博物馆针对馆藏浮放文物，大多通过支、黏、卡、绑等方法来提高文物的抗震性能。这些方法只能一定程度上提高了文物的抗震性能，对水平方向冲击力的缓冲减震效果差；而现有的隔震支座大多没有采用专门的阻尼装置用于吸能减震，不能更有效地抑制文物震动幅度。发明内容本发明的目的在于提供一种用于隔震支座的阻尼装置，通过阻尼减震的方式，实现较好的防震效果。为了实现本发明的上述目的，采用以下技术方案：一种用于隔震支座的阻尼装置，包括丝杠、配合套和旋转阻尼机构；所述配合套安装在所述丝杠上，所述配合套的内壁上安装有滚珠，所述滚珠嵌入所述丝杠的螺纹槽内并用于沿着所述螺纹槽的延伸轨迹滚动配合，进而实现所述丝杠相对所述配合套转动动作；所述丝杠的一端或两端与所述旋转阻尼机构连接。进一步地，所述丝杠的螺距为自所述丝杠的中部至所述丝杠的两端逐渐减小。进一步地，所述配合套包括套体和连接板，所述套体安装在所述丝杠上，所述套体的内壁上设置有便于安装所述滚珠的安装孔，所述连接板安装在所述套体上。进一步地，所述丝杠的一端或两端通过套筒或齿轮与所述旋转阻尼机构连接。进一步地，还包括固定座，所述固定座与所述旋转阻尼机构连接，所述固定座安装在隔震支座上。进一步地，所述固定座与所述旋转阻尼机构可拆卸连接。进一步地，所述丝杠采用单头丝杠或多头丝杠。进一步地，还包括用于将所述丝杠架设起来的轴承座。进一步地，所述轴承座为两个，两个所述轴承座分别安装在靠近所述丝杠的两端的位置。进一步地，所述旋转阻尼机构采用粘滞型旋转阻尼机构。采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：上述用于隔震支座的阻尼装置，主要由丝杠、配合套和旋转阻尼机构等结构构成；其中配合套内设置有滚珠；滚珠嵌入丝杠的螺纹槽内并用于沿着螺纹槽的延伸轨迹滚动配合，进而实现丝杠相对配合套转动动作；丝杠转动安装在隔震支座上，根据减震需求，在丝杠的一端或两端连接上旋转阻尼机构，配合套上连接文物底座。在受到震动冲击时，文物底座向配合套传递水平方向冲击力，配合套内的滚珠沿着丝杠的螺纹槽运动，从而带动丝杠转动，将对文物底座的水平方向冲击力转变为丝杠的转动力，实现对文物底座水平方向冲击力的一级缓冲减震。与此同时水平方向的瞬间冲击力已经转化为丝杠转动力，因此丝杠的转动可直接影响到配合套上文物的位移或是晃动量。在丝杠转动过程中，由于其端部处还设计有旋转阻尼机构；该旋转阻尼机构可以降低丝杠的转速，进一步吸收震动能量，实现对文物底座的水平方向冲击力的二级缓冲减震。本申请配合套的滚珠通过丝杠的螺纹槽进行滚动移动，从而带动丝杠转动，可对水平方向冲击力进行一级缓冲减震。通过旋转阻尼机构降低丝杠的转动速度，对水平方向冲击力进行二级缓冲减震。因此说，本申请通过，对水平方向冲击力的双重缓冲减震的方式，对文物底座受到的水平方向冲击力具有更好的缓冲减震效果，有效降低水平方向冲击力对文物底座上的文物的破坏，从而对文物底座上的文物具有更好的保护作用。附图说明为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本发明实施例提供的用于隔震支座的阻尼装置的示意图；图2为图1中A处的局部放大图；图3为本发明实施例提供的配合套的结构示意图。附图标记：1－丝杠；2－配合套；3－旋转阻尼机构；4－滚珠；11－螺纹槽；21－套体；22－连接板；5－套筒；6－固定座；7－轴承座。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。如图1－图3所示，本申请的用于隔震支座的阻尼装置，包括丝杠1即螺杆、配合套2和旋转阻尼机构3；配合套2安装在丝杠1上，配合套2的内壁上安装有滚珠4，滚珠4嵌入丝杠1的螺纹槽11内并用于沿着螺纹槽11的延伸轨迹滚动配合，进而实现丝杠1相对配合套2转动动作；丝杠1的一端或两端与旋转阻尼机构3连接。图2为图1中A处的局部放大图。本申请的用于隔震支座的阻尼装置的使用方法和工作原理如下：上述用于隔震支座的阻尼装置，主要由丝杠1、配合套2和旋转阻尼机构3等结构构成；其中配合套2内设置有滚珠4；滚珠4嵌入丝杠1的螺纹槽11内并用于沿着螺纹槽11的延伸轨迹滚动配合，进而实现丝杠1相对配合套2转动动作；丝杠1转动安装在隔震支座上，根据减震需求，在丝杠1的一端或两端连接上旋转阻尼机构3，配合套2上连接文物底座。在受到震动冲击时，文物底座向配合套2传递水平方向冲击力，配合套2内的滚珠4沿着丝杠1的螺纹槽11运动，从而带动丝杠1转动，将对文物底座的水平方向冲击力转变为丝杠1的转动力，实现对文物底座水平方向冲击力的一级缓冲减震。与此同时水平方向的瞬间冲击力已经转化为丝杠1转动力，因此丝杠1的转动可直接影响到配合套2上文物的位移或是晃动量。在丝杠1转动过程中，由于其端部处还设计有旋转阻尼机构3；该旋转阻尼机构3可以降低丝杠1的转速，进一步吸收震动能量，实现对文物底座的水平方向冲击力的二级缓冲减震。本申请配合套2的滚珠4通过丝杠1的螺纹槽11进行滚动移动，从而带动丝杠1转动，可对水平方向冲击力进行一级缓冲减震。通过旋转阻尼机构3有效地吸收震动能量，使丝杠1获得平缓的机械运动，降低了丝杠1的转动速度，从而对水平方向冲击力进行二级缓冲减震。因此说，本申请通过，对水平方向冲击力的双重缓冲减震的方式，对文物底座受到的水平方向冲击力具有更好的缓冲减震效果，有效降低水平方向冲击力对文物底座上的文物的破坏，从而对文物底座上的文物具有更好的保护作用。具体地，如图1所示，丝杠1的螺距为自丝杠1的中部至丝杠1的两端逐渐减小。通过上述设置，丝杠1每转动一圈，滚珠4沿着螺纹槽11的运动距离逐渐减小。上述丝杠的中部位置螺距较大，向两端延伸则螺距逐渐减小；在滚珠从丝杠中部向端部运动过程中，初始阻尼小，有利于阻尼装置启动，后期阻尼加大即螺纹越来越密，螺距越来越小可避免过大振动时相互碰撞，对文物底座受到的冲击力具有更好的缓冲减震效果。需要说明的是，丝杠1的螺距为自丝杠1的中部至丝杠1的两端逐渐减小只是本申请最优的选择。本申请的丝杠1的螺距还可以使用等螺距设置，等螺距设置的方式，丝杠1每转动一圈，滚珠4沿着螺纹槽11的运动距离是相等的，对文物底座受到的冲击力的缓冲减震效果不如本申请的丝杠1的螺距为自丝杠1的中部至丝杠1的两端逐渐减小的方式。具体地，如图3所示，配合套2包括套体21和连接板22，套体21安装在丝杠1上，套体21的内壁上设置有便于安装滚珠4的安装孔，连接板22安装在套体21上。本申请的滚珠4的数量为一个，采用多个滚珠4也是可以的。本申请的套体21和连接板22为一体结构，便于制造加工以及保证整体的结构强度。还可采用焊接、铆接、螺栓连接等方式，将连接板22安装在套体21上。由于套体21与文物底板直接进行连接时，接触面积较小，连接不是很牢固，本申请在套体21上安装有连接板22，通过连接板22与文物底板进行连接，通过连接板22增大了接触面积，提高了连接强度。本申请的连接板22的尺寸和文物底板的尺寸成正比，即，文物底板的尺寸越大，连接板22的尺寸也越大，文物底板的尺寸越小，连接板22的尺寸也越小。具体地，如图2所示，丝杠1一端或两端通过套筒5或齿轮与旋转阻尼机构3连接。如图1所示，本申请采用的是丝杠1两端通过套筒5与旋转阻尼机构3连接的方式。采用套筒5便于丝杠1与旋转阻尼机构3的安装和拆卸，不考虑安装和拆卸的情况，旋转阻尼机构3直接与丝杠1两端进行连接也是可以的。还可采用齿轮替代套筒5，使丝杠1两端通过齿轮与旋转阻尼机构3连接，齿轮传动比较准确，效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长。具体地，如图2所示，还包括固定座6，固定座6与旋转阻尼机构3连接，固定座6安装在隔震支座上。固定座6用于安装旋转阻尼机构3，旋转阻尼机构3通过固定座6安装在隔震支座上，通过固定座6对旋转阻尼机构3起到更好的固定效果。还可以采用支撑块、支撑板或支撑架代替固定座6。将旋转阻尼机构3直接安装在隔震支座上也是可以的。具体地，如图2所示，固定座6与旋转阻尼机构3可拆卸连接。固定座6与旋转阻尼机构3可拆卸连接，方便旋转阻尼机构3的安装和更换，提高了阻尼器安装和更换的效率。不考虑旋转阻尼机构3与固定座6安装和更换的情况，固定座6与旋转阻尼机构3固定连接也是可以的。固定座6与旋转阻尼机构3固定连接的方式，可以采用焊接等方式。具体地，丝杠1采用单头丝杠或多头丝杠。单头螺纹由于其螺旋升角较小不容易滑动，螺丝和螺母旋合形成的摩擦力较大有自琐能力，用在螺纹的锁紧，例如固定吊扇的螺丝螺母、煤气瓶的接头和机械设备里零件间的固定连接等；而多线螺纹由于其螺纹升角较大容易滑动，螺丝和螺母旋合形成的摩擦力较小，用于传递动力和运动，例如用于抬高车轮维修的千斤顶、用于夹紧工件进行钳工加工的台虎钳和用于加工螺纹的车床丝杆等。多头螺纹的导程较大，同螺距的双线螺纹导程是单线螺纹导程的两倍，但是螺纹导程大了以后，自锁能力下降。根据上述分析，根据不同的使用场合，选择使用单头丝杠或是多头丝杠。具体地，丝杠1的螺纹升角大于螺旋副的当量摩擦角，使得配合套2不会自锁在丝杠1上，保证文物底座受到冲击力时，通过本申请的用于隔震支座的阻尼装置对文物底座能够起到缓冲减震的效果，降低文物底座上的文物受到冲击力，从而降低文物损坏的概率。如果配合套2自锁在丝杠1上，文物底座受到冲击力时，不能通过本申请的用于隔震支座的阻尼装置对文物底座进行缓冲减震，文物底座上的文物会直接受到损坏，文物损坏的概率较高。具体地，如图1所示，还包括用于将丝杠1架设起来的轴承座7。本申请中，丝杠1上的轴承座7为两个，两个轴承座7分别安装在靠近丝杠1两端的位置。两个轴承座7分别安装在隔震支座上，通过两个轴承座7使丝杠1能够承受更大的冲击力。需要说明的是，丝杠1上的轴承座7为两个，只是本申请优选的一种方式，对于本领域技术人员而言，轴承座7的数量根据实际使用情况进行增减，在此就不对轴承座7的数量进行一一举例。具体地，旋转阻尼机构3采用粘滞型旋转阻尼机构。粘滞型旋转阻尼机构通常内部填充一定粘度的流体介质，利用旋转体在腔中的圆周运动产生粘滞阻尼耗能，是一种与转动速度相关的阻尼器。在地震来临时，粘滞型旋转阻尼机构最大限度吸收和消耗了地震的冲击能量，大大缓解了地震对隔震支座上部摆放的物体如文物造成的冲击和破坏。粘滞型旋转阻尼机构具有如下特点：1速度粘滞型旋转阻尼机构根据回转速度的变化，扭矩也发生变化。其变化规律为：速度提高，扭矩也提高。速度放慢，扭矩也随之下降。起动时扭矩与标准扭矩不同。2温度特性粘滞型旋转阻尼机构根据使用环境温度的变化，扭矩也发生变化。其变化规律为：环境温度提高时扭矩下降，环境温度下降时扭矩升高。这是因为环境温度变化时，阻尼器中粘性油的粘度也随之变化的缘故。但是，当环境温度恢复到常温时，扭矩也会恢复到原来的数值。需要说明的是，旋转阻尼机构采用粘滞型旋转阻尼机构，只是本申请优选的一种方式，对于本领域技术人员而言，还可采用其它类型的旋转阻尼机构，在此就不一一举例。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

权利要求：1.一种用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，包括丝杠、配合套和旋转阻尼机构；所述配合套安装在所述丝杠上，所述配合套的内壁上安装有滚珠，所述滚珠嵌入所述丝杠的螺纹槽内并用于沿着所述螺纹槽的延伸轨迹滚动配合，进而实现所述丝杠相对所述配合套转动动作；所述丝杠的一端或两端与所述旋转阻尼机构连接。2.根据权利要求1所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，所述丝杠的螺距为自所述丝杠的中部至所述丝杠的两端逐渐减小。3.根据权利要求1所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，所述配合套包括套体和连接板，所述套体安装在所述丝杠上，所述套体的内壁上设置有便于安装所述滚珠的安装孔，所述连接板安装在所述套体上。4.根据权利要求1所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，所述丝杠的一端或两端通过套筒或齿轮与所述旋转阻尼机构连接。5.根据权利要求1所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，还包括固定座，所述固定座与所述旋转阻尼机构连接，所述固定座安装在隔震支座上。6.根据权利要求5所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，所述固定座与所述旋转阻尼机构可拆卸连接。7.根据权利要求1所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，所述丝杠采用单头丝杠或多头丝杠。8.根据权利要求1所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，还包括用于将所述丝杠架设起来的轴承座。9.根据权利要求8所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，所述轴承座为两个，两个所述轴承座分别安装在靠近所述丝杠的两端的位置。10.根据权利要求1－9任一项所述的用于隔震支座的阻尼装置，其特征在于，所述旋转阻尼机构采用粘滞型旋转阻尼机构。

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