一种万向风载式阻尼防振锤

文档序号:171904 发布日期:2021-10-29 浏览:28次 >En<

阅读说明:本技术 一种万向风载式阻尼防振锤 (Universal wind-load type damping vibration damper ) 是由 班书昊 李晓艳 何云松 于 2021-09-06 设计创作,主要内容包括:本发明公开了一种万向风载式阻尼防振锤,属于高压电线防振锤领域。它包括防振锤本体,装设在防振锤本体上的一个双杆气缸,两个关于双杆气缸对称装设的万向动能转换装置;万向动能转换装置包括齿轮、齿条A、非完整套筒、升降轴、齿条B、抗拉弹簧、能量扩大杆和摆动重锤;齿轮同时与齿条A和齿条B外啮合传动,齿轮的二分之一半径处装设有一个销轴,两个齿轮中的销轴采用拉压螺旋弹簧相连。本发明是一种结构合理、可以将不同方向的风载振动动能转变同一种弹性势能,吸能效果不受风向影响的万向风载式阻尼防振锤。(The invention discloses a universal wind-load type damping damper, and belongs to the field of high-voltage wire dampers. The universal kinetic energy conversion device comprises an anti-vibration hammer body, a double-rod cylinder arranged on the anti-vibration hammer body, and two universal kinetic energy conversion devices symmetrically arranged about the double-rod cylinder; the universal kinetic energy conversion device comprises a gear, a rack A, an incomplete sleeve, a lifting shaft, a rack B, a tensile spring, an energy expansion rod and a swinging heavy hammer; the gear is simultaneously in external meshing transmission with the rack A and the rack B, a pin shaft is arranged at the half radius of the gear, and the pin shafts in the two gears are connected by adopting a tension and compression spiral spring. The universal wind-load damping vibration damper is reasonable in structure, can convert wind-load vibration kinetic energy in different directions into the same elastic potential energy, and is free of influence of wind direction on energy absorption effect.)

一种万向风载式阻尼防振锤

技术领域

本发明主要涉及高压电线防振锤领域,特指一种万向风载式阻尼防振锤。

背景技术

高压电线上安装防振锤后可以使风致振动的动能被部分地吸收,从而提高其使用寿命。现有技术中的防振锤虽然可以实现对高压电线部分动能的吸收,但取存在如下的缺点:由于风载方向的不确定性,从而使得防振锤对动能的吸收在不同方向上具有不同的吸收效果,即现有技术中的防振锤的吸能效果与风载的方向有关,从而严重限制了防振锤在工程中的广泛应用。因此,设计一种对任意方向风载都具有相同吸能效果的防振锤具有一定的实用价值。

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,本发明提供一种结构合理、可以将不同方向的风载振动动能转变同一种弹性势能,吸能效果不受风向影响的万向风载式阻尼防振锤。

为了解决上述问题,本发明提出的解决方案为:一种万向风载式阻尼防振锤,包括防振锤本体,装设在所述防振锤本体上的一个双杆气缸,两个关于所述双杆气缸对称装设的万向动能转换装置。

所述万向动能转换装置包括转动装设在所述防振锤本体上的齿轮,一端与所述双杆气缸的其中一个输出杆相连、另一端向远离所述双杆气缸方向延伸的齿条A,开口向下固定装设在所述防振锤本体上的非完整套筒,沿铅垂方向滑动装设在所述非完整套筒中的升降轴,沿铅垂方向固定装设在所述升降轴上且位于所述非完整套筒缺口中的齿条B,装设于所述非完整套筒内部且两端分别与所述非完整套筒内顶面和所述升降轴上端相连的抗拉弹簧,上端采用球铰链装设在所述升降轴下端的能量扩大杆,装设于所述能量扩大杆下端的摆动重锤。

所述齿轮同时与所述齿条A和齿条B外啮合传动;所述齿轮的二分之一半径处装设有一个销轴,两个所述齿轮中的销轴采用拉压螺旋弹簧相连。

所述摆动重锤的质量不小于所述万向动能转换装置总质量的百分之九十。

进一步地,所述球铰链的材料为耐腐蚀材料。

进一步地,在无风载的条件下,所述拉压螺旋弹簧处于零变形状态时,其轴线平行于双杆气缸的轴线。

进一步地,非完整套筒的横截面为一个圆环切掉不大于90°的圆弧缺口,齿条B位于圆弧缺口的正中部。

本发明与现有技术相比,具有如下优点和有益效果:本发明的一种万向风载式阻尼防振锤设有万向动能转换装置,能够将摆动重锤任意方向的摆动动能统一转变为抗拉弹簧的弹性势能,从而实现对不同方向的风载振动动能的吸收,且风载振动动能的吸收效果只与摆动重锤的动能大小及风载的强度有关,而与风载的方向无关;本发明还设有拉压螺旋弹簧用以连接两个万向动能转换装置,拉压螺旋弹簧的设置使得摆动重锤在风停止后回到最小势能状态,从而增加高压电线的振动稳定性。由此可知,本发明是一种结构合理、可以将不同方向的风载振动动能转变同一种弹性势能,吸能效果不受风向影响的万向风载式阻尼防振锤。

附图说明

图1是本发明的一种万向风载式阻尼防振锤的结构原理示意图。

图2是图1中A-A截面示意图。

图中,1—防振锤本体,2—万向动能转换装置;3—双杆气缸;4—拉压螺旋弹簧;21—齿条A;22—齿轮;23—齿条B;24—抗拉弹簧;25—非完整套筒;26—升降轴;27—球铰链;28—能量扩大杆;29—摆动重锤。

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和图2,本发明的一种万向风载式阻尼防振锤,它包括防振锤本体1,装设在防振锤本体1上的一个双杆气缸3,两个结构相同且关于双杆气缸3对称装设的万向动能转换装置2。

参见图1和图2,万向动能转换装置2包括转动装设在防振锤本体1上的齿轮22,一端与双杆气缸3的其中一个输出杆相连、另一端向远离所述双杆气缸3方向延伸的齿条A21,开口向下固定装设在防振锤本体1上的非完整套筒25,沿铅垂方向滑动装设在非完整套筒25中的升降轴26,沿铅垂方向固定装设在升降轴26上且位于所述非完整套筒25缺口中的齿条B23,装设于非完整套筒25内部且两端分别与非完整套筒25内顶面和升降轴26上端相连的抗拉弹簧24,上端采用球铰链27装设在升降轴26下端的能量扩大杆28,装设于能量扩大杆28下端的摆动重锤29。所述齿轮22同时与所述齿条A21和齿条B23外啮合传动;所述齿轮22的二分之一半径处装设有一个销轴,两个所述齿轮22中的销轴采用拉压螺旋弹簧4相连;所述摆动重锤29的质量不小于所述万向动能转换装置2总质量的百分之九十。

当防振锤本体1采用钢丝绳缠绕在高压电线上时,在无风载的条件下,摆动重锤29铅垂向下,抗拉弹簧24发生较小的伸长量;有风载的条件下,摆动重锤29将顺着风向发生摆动,从而使得能量扩大杆28和摆动重锤29一起绕球铰链27发生转动。由于能量扩大杆28的上端连接球铰链27,因此无论高压电线所处的风向是什么方向,摆动重锤29和能量扩大杆28都可以发生相应的转动。在风载作用下,摆动重锤29发生动态圆周运动,即圆周运动的圆心会随风载的大小而发生变化,因此无论风向如何,只要风载的强度相同,摆动重锤29圆周运动的圆心必然相同,且抗拉弹簧24的伸长量也相同。不同强度的风载使得摆动重锤29具有不同的摆动动能,从而使得摆动重锤29具有不同的离心力和抗拉弹簧24不同的伸长量。当抗拉弹簧24伸长,即升降轴26和齿条B23向下运动时,左边的万向动能转换装置2中的齿轮22逆时针方向转动,右边的万向动能转换装置2中的齿轮22顺时针方向转动,因此左边的万向动能转换装置2中齿条A21和右边的万向动能转换装置2中的齿条A21相互远离,即双杆气缸3的两个输出杆同时向外伸出;反之,当摆动重锤29的动能降低时,升降轴26和齿条B23向上运动,进而使得双杆气缸3中的两个输出杆同时向里缩进。摆动重锤29摆动的过程中速度发生变化,双杆气缸3中的输出杆往复运动从而实现阻尼吸能。摆动重锤29的质量不小于万向动能转换装置2总质量的百分之九十,可以使得万向动能转换装置2中接收的高压电线动能几乎全部转移到摆动重锤29上,从而增加抗拉弹簧24在风载作用下的变形量,进而增加双杆气缸3的阻尼吸收速度。

作为优选地,非完整套筒25的横截面为一个圆环切掉不大于90度的圆弧缺口,齿条B23位于圆弧缺口的正中部。圆弧缺口使得齿条B23上下运动而不会与非完整套筒25产生运动干涉,圆弧缺口的角度不大于90度能够确保升降轴26沿非完整套筒25内壁滑动具有良好的稳定性。

作为优选地,球铰链27的材料为耐腐蚀不锈钢材料或者耐腐蚀非金属材料,这样可以保证本发明的防振锤长期稳定地工作,而不会因风向的变化而影响动能的吸收。

作为优选地,在无风载的条件下,拉压螺旋弹簧4处于零变形状态时,其轴线平行于双杆气缸3的轴线。当风载静止时,无论防振锤本体1由哪个方向停止,抗拉弹簧24最后都将恢复到初始长度,拉压螺旋弹簧4可以使得齿轮22稳定地恢复到最小势能状态。

本发明的工作原理如下:首先将防振锤本体1用钢丝绳缠绕在高压电线上;当高压电线在风载作用下发生振动时,摆动重锤29也将发生相应的运动,此时无论风向如何,摆动重锤29和升降轴26都可以发生相应方向的摆动,即将高压电线的风载动能转移到摆动重锤29上;由于球铰链27是万向的,因此风载的方向不会影响抗拉弹簧24的变形量,但风载的强度与抗拉弹簧24的变形量成增函数关系,如果抗拉弹簧24的刚度为定值,则风载的强度与抗拉弹簧24的变形量满足一次函数关系;摆动重锤29的摆动动能的变化导致齿条B23上下运动,进而导致齿条A21左右往复运动,从而使得双杆气缸3的两根输出杆不断往复缩进和伸出,通过活塞对双杆气缸3内部气体的做功来吸收摆动重锤29的动能。

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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