一种纵向摆动快速吸能防振锤
阅读说明：本技术 一种纵向摆动快速吸能防振锤 (Longitudinal swing quick energy-absorbing vibration damper ) 是由 班书昊 李晓艳 丛蕊 于 2021-09-03 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种纵向摆动快速吸能防振锤,属于高压电线防振锤领域。它包括防振支架、横梁杆、齿轮支架、能量均分齿轮、阻尼吸收结构A和阻尼吸收结构B；阻尼吸收结构A包括U形阻尼架A、金属螺旋弹簧A、齿轮A、摆动杆A、摆锤A和液体阻尼缸A,阻尼吸收结构B包括U形阻尼架B、金属螺旋弹簧B、齿轮B、摆动杆B、摆锤B和液体阻尼缸B,U型阻尼架A的内侧底面上设有与齿轮A相啮合传动的啮合齿,U型阻尼架B的内侧顶面上设有与齿轮B相啮合传动的啮合齿,齿轮A和齿轮B与能量均分齿轮外啮合传动。本发明是一种结构简单、可以有效消除高压电线纵向滑动磨损、快速吸收纵向风载荷动能的吸能防振锤。(The invention discloses a longitudinal swinging quick energy-absorbing damper, and belongs to the field of high-voltage wire dampers. The device comprises an anti-vibration support, a beam rod, a gear support, an energy sharing gear, a damping absorption structure A and a damping absorption structure B; the damping absorption structure A comprises a U-shaped damping frame A, a metal spiral spring A, a gear A, a swinging rod A, a pendulum A and a liquid damping cylinder A, the damping absorption structure B comprises a U-shaped damping frame B, a metal spiral spring B, a gear B, a swinging rod B, a pendulum B and a liquid damping cylinder B, meshing teeth in meshing transmission with the gear A are arranged on the bottom surface of the inner side of the U-shaped damping frame A, meshing teeth in meshing transmission with the gear B are arranged on the top surface of the inner side of the U-shaped damping frame B, and the gear A and the gear B are in external meshing transmission with energy sharing gears. The energy-absorbing damper is simple in structure, can effectively eliminate longitudinal sliding abrasion of a high-voltage wire and quickly absorb longitudinal wind load kinetic energy.)
技术领域
本发明主要涉及高压电线防振锤领域，特指一种纵向摆动快速吸能防振锤。
背景技术
防振锤在工程中应用很广泛，这是因为防振锤安装在高压电线上可以吸收高压电线的转动或扭转振动从而降低高压电线疲劳断裂的概率，进而提高高压电线的使用寿命。现有技术中的防振锤虽然可以吸收垂直于高压电线方向的转动或扭转振动能量，但却不能吸收平行于高压电线的纵向风载荷能量；更为重要的是，现有技术中的防振锤由于在纵向风载荷作用下会沿高压电线发生往复的微小滑动，而这种微小滑动容易造成高压电线的局部磨损，进而影响高压电线的整体使用寿命。因此，设计一种能够吸收纵向风载荷且无滑动磨损的防振锤有一定的工程应用价值。
发明内容
本发明需解决的技术问题是：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供本发明是一种结构简单、可以有效消除高压电线纵向滑动磨损、同时利用干摩擦阻尼和液体阻尼快速吸收纵向风载荷动能的吸能防振锤。
为了解决上述问题，本发明提出的解决方案为：一种纵向摆动快速吸能防振锤，包括防振支架，固定装设在防振支架上的横梁杆，固定装设在所述横梁杆上的齿轮支架，转动装设在所述齿轮支架上的能量均分齿轮，以及装设在所述横梁杆上同步运动的阻尼吸收结构A和阻尼吸收结构B。
所述阻尼吸收结构A包括滑动套装在所述横梁杆上的U形阻尼架A，两端分别与所述防振支架和U形阻尼架A相连的金属螺旋弹簧A，同轴装设在所述齿轮支架左端且同步转动的齿轮A和摆动杆A，固定装设在所述摆动杆A下端的摆锤A，转动装设在所述横梁杆上的液体阻尼缸A；所述U型阻尼架A的内侧底面上设有与所述齿轮A相啮合传动的啮合齿，所述齿轮A与所述能量均分齿轮外啮合传动。
所述阻尼吸收结构B包括滑动套装在所述横梁杆上的U形阻尼架B，两端分别与所述防振支架和U形阻尼架B相连的金属螺旋弹簧B，同轴装设在所述齿轮支架右端且同步转动的齿轮B和摆动杆B，固定装设在所述摆动杆B下端的摆锤B，转动装设在所述横梁杆上的液体阻尼缸B；所述U型阻尼架B的内侧顶面上设有与所述齿轮B相啮合传动的啮合齿，所述齿轮B与所述能量均分齿轮外啮合传动。
所述齿轮A与所述齿轮B结构完全相同；所述U形阻尼架A和U型阻尼架B开口方向向里。
所述液体阻尼缸A和液体阻尼缸B结构相同，均包括转动装设在所述横梁杆上且内部充满液体的缸体、滑动装设在所述缸体内部的活塞，一端固定装设在所述活塞上的活塞杆；所述活塞上开设有允许液体流体的流动通孔；所述液体阻尼缸A中活塞杆的自由端铰接装设在所述U形阻尼架A上，所述液体阻尼缸B中活塞杆的自由端铰接装设在所述U形阻尼架B上。
进一步地，金属螺旋弹簧A和金属螺旋弹簧B为抗拉压螺旋弹簧，其材料为不锈钢材料。
进一步地，所述U形阻尼架A和U形阻尼架B上啮合齿的长度不小于所述齿轮A周长的两倍。
进一步地，在工作过程中，所述U形阻尼架A和U形阻尼架B始终处于非接触状态。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：本发明的一种纵向摆动快速吸能防振锤设有能量均分齿轮，将摆锤A和摆锤B的总动能通过能量均分齿轮平均分配到U形阻尼架A和U形阻尼架B中，通过齿轮啮合产生的干摩擦阻尼和活塞运动产生的液体阻尼实施能量吸收，提高了纵向风载能量的吸收效率和吸收效果；此外，由于U形阻尼架A和U形阻尼架B具有相同的能量，且U形阻尼架A和U形阻尼架B始终反向同步运动，因此防振支架沿高压电线方向所受的合外力为零，即本发明消除了防振锤与高压电线之间的纵向滑动磨损，进而提高了高压电线的使用寿命。由此可知，本发明是一种结构简单、可以有效消除高压电线纵向滑动磨损、同时利用干摩擦阻尼和液体阻尼快速吸收纵向风载荷动能的吸能防振锤。
附图说明
图1是本发明的一种纵向摆动快速吸能防振锤的结构原理示意图。
图中，1—防振支架；2—横梁杆；31—U形阻尼架A；32—金属螺旋弹簧A；33—齿轮A；34—摆动杆A；35—摆锤A；36—液体阻尼缸A；361—缸体；362—活塞杆；41—U形阻尼架B；42—金属螺旋弹簧B；43—齿轮B；44—摆动杆B；45—摆锤B；46—液体阻尼缸B；5—齿轮支架；6—能量均分齿轮。
具体实施方式
以下将结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
参见图1，本发明的一种纵向摆动快速吸能防振锤，它包括防振支架1，固定装设在防振支架1上的横梁杆2，固定装设在横梁杆2上的齿轮支架5，转动装设在齿轮支架5上的能量均分齿轮6，以及装设在横梁杆2上同步运动的阻尼吸收结构A和阻尼吸收结构B；齿轮支架5与横梁杆2间呈一夹角，并且齿轮支架5的右端向上倾斜，防振支架1在使用状态下用于固定在高压电线上。本发明中的纵向摆动是指在使用状态下沿高压电线长度方向的摆动。
阻尼吸收结构A包括滑动套装在横梁杆2上的U形阻尼架A31，两端分别与防振支架1和U形阻尼架A31相连的金属螺旋弹簧A32，同轴装设在齿轮支架5左端且同步转动的齿轮A33和摆动杆A34，固定装设在摆动杆A34下端的摆锤A35，转动装设在横梁杆2上的液体阻尼缸A36；U型阻尼架A31的内侧底面上设有与齿轮A33相啮合传动的啮合齿，齿轮A33与能量均分齿轮6外啮合传动。
阻尼吸收结构B包括滑动套装在横梁杆2上的U形阻尼架B41，两端分别与防振支架1和U形阻尼架B41相连的金属螺旋弹簧B42，同轴装设在齿轮支架5右端且同步转动的齿轮B43和摆动杆B44，固定装设在摆动杆B44下端的摆锤B45，转动装设在横梁杆2上的液体阻尼缸B46；U型阻尼架B41的内侧顶面上设有与齿轮B43相啮合传动的啮合齿，齿轮B43与能量均分齿轮6外啮合传动。
齿轮A33与齿轮B43结构完全相同；U形阻尼架A31和U型阻尼架B41开口方向向里。
液体阻尼缸A36和液体阻尼缸B46结构相同，均包括转动装设在横梁杆2上且内部充满液体的缸体361、滑动装设在缸体361内部的活塞，一端固定装设在活塞上的活塞杆362；活塞上开设有允许液体流体的流动通孔；液体阻尼缸A36中活塞杆362的自由端铰接装设在U形阻尼架A31上，液体阻尼缸B46中活塞杆362的自由端铰接装设在U形阻尼架B41上。
作为优选地，金属螺旋弹簧A32和金属螺旋弹簧B42为抗拉压螺旋弹簧，其材料为不锈钢材料。
作为优选地，U形阻尼架A31和U形阻尼架B41上啮合齿的长度不小于齿轮A33周长的两倍。
作为优选地，在工作过程中，U形阻尼架A31和U形阻尼架B41始终处于非接触状态。
本发明的工作原理和工作过程如下：
首先采用钢丝绳将本发明的防振支架1固定在高压电线上，由于防振支架1为U形，因此防振支架1的U形底部将平行于高压电线。
当电线受到纵向风载荷的作用下，摆锤A35和摆锤B45将同步左右摆动，由于摆动杆A34和齿轮A33同轴同步转动，摆动杆B44和齿轮B43同轴同步转动，且齿轮A33和齿轮B43均与能量均分齿轮6外啮合，因此齿轮A33和齿轮B43的转动方向始终相同，即同时为顺时针方向转动或同时为逆时针方向转动。
当齿轮A33和齿轮B43同时发生顺时针方向转动时，齿轮A33将驱动内侧底边上设有啮合齿的U形阻尼架A31沿着横梁杆2向左滑动，与此同时，齿轮B43将驱动内侧顶面上设有啮合齿的U形阻尼架B41沿着横梁杆2向右滑动，从而分别压缩金属螺旋弹簧A32和金属螺旋弹簧B42，由于齿轮A33和齿轮B43的结构完全相同，从而使得金属螺旋弹簧A32和金属螺旋弹簧B42的压缩量完全相同，因此防振支架1沿高压电线方向所受的合外力为零。
当齿轮A33和齿轮B43同时发生逆时针方向转动时，齿轮A33将驱动内侧底边上设有啮合齿的U形阻尼架A31沿着横梁杆2向右滑动，与此同时，齿轮B43将驱动内侧顶面上设有啮合齿的U形阻尼架B41沿着横梁杆2向左滑动，金属螺旋弹簧A32和金属螺旋弹簧B42的拉伸量完全相同，因此防振支架1沿高压电线方向所受的合外力仍然为零。
由于本发明的防振锤在纵向风载荷作用下，防振支架1沿高压电线方向所受的合外力始终为零，因此防振支架1与高压电线之间不会发生轴向滑动，即本发明的防振锤消除了防振支架1与高压电线之间的滑动磨损。
在阻尼吸收结构A相对于横梁杆2滑动的过程中，纵向风载荷对高压电线的几乎全部的动能转变为摆锤A35的摆动动能，摆锤A35的摆动动能又被U形阻尼架A31与齿轮A33之间的摩擦消耗掉一部分，即部分动能被干摩擦阻尼吸收掉；与此同时，由于U形阻尼架A31相对于横梁杆2运动，从而使得液体阻尼缸A36中的活塞相对于缸体361滑动，从而推动缸体361内部的阻尼液流动，形成阻尼力从而吸收摆锤A35的一部分动能，多余的动能暂时被金属螺旋弹簧A32储存起来，直至所有的能量都转变为阻尼能。
阻尼吸收结构B吸能的原理同阻尼吸收结构A。在吸能过程中，尽管摆锤A35和摆锤B45的质量、动能存在差异，但由于齿轮A33和齿轮B43结构相同，且同时与能量均分齿轮6外啮合传动，从而使得摆锤A35和摆锤B45的总动能平均分配到阻尼吸收结构A和阻尼吸收结构B中，从而加快了风载总能量的吸收。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应该属于本发明的保护范围之内。
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