葉片式耗能調(diào)諧減振裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，包括一個安裝在轉(zhuǎn)盤上的減振盒，在減振盒內(nèi)的下底面和上頂面分別安裝有能沿其表面來回滑動的質(zhì)量塊，所述的質(zhì)量塊通過并聯(lián)的粘滯阻尼器和彈性元件與減振盒側(cè)壁相連，在上下兩個質(zhì)量塊之間橫向設(shè)置有與減振盒內(nèi)壁相連的液態(tài)阻尼器，在所述的液態(tài)阻尼器內(nèi)安裝有水平設(shè)置的旋轉(zhuǎn)葉片軸，所述的旋轉(zhuǎn)葉片軸延伸到減振盒外與葉片相連。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于風(fēng)力發(fā)電塔及相關(guān)高聳結(jié)構(gòu)風(fēng)振控制，具體涉及一種葉片式耗能調(diào)諧減振裝置。
技術(shù)介紹
隨著風(fēng)電能源的開發(fā)利用，風(fēng)力發(fā)電塔近些年來得到了大力的推廣。鑒于其對經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的重要作用，確保風(fēng)力發(fā)電塔結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下安全穩(wěn)定的工作，具有非常重要的意義。風(fēng)力發(fā)電塔結(jié)構(gòu)高度較高，其主要重量集中在塔架頂端的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，且由于其特殊的工作性質(zhì)，極易受到風(fēng)荷載的影響。風(fēng)力發(fā)電塔結(jié)構(gòu)系統(tǒng)在受到風(fēng)荷載等外界荷載激勵時，系統(tǒng)獲得能量輸入，從而產(chǎn)生相應(yīng)的動力響應(yīng)。目前常用的振動控制技術(shù)可以分為被動控制、主動控制、半主動控制、智能控制和混合控制。目前振動控制的方法主要包括消振、隔振、動力吸振及阻尼減振等方法。阻尼耗能裝置的作用相當(dāng)于增大結(jié)構(gòu)的阻尼，是將結(jié)構(gòu)振動的能量轉(zhuǎn)變成熱能或其它可以損耗的能量，從而減小結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，主要包括金屬耗能阻尼器、摩擦耗能阻尼器、粘彈性阻尼器和粘滯阻尼器。調(diào)諧質(zhì)量阻尼器是一種經(jīng)典的減振控制裝置，它是由彈簧、阻尼器和質(zhì)量塊所組成的振動系統(tǒng)。當(dāng)結(jié)構(gòu)在外部荷載作用下產(chǎn)生振動，帶動調(diào)諧質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)一起振動，調(diào)諧質(zhì)量阻尼器系統(tǒng)相對運(yùn)動產(chǎn)生的慣性力反作用到結(jié)構(gòu)上，調(diào)諧這個慣性力，使其對結(jié)構(gòu)的振動控制產(chǎn)生控制作用，從而達(dá)到減小結(jié)構(gòu)振動響應(yīng)的目的。目前的減振裝置多采用一種方式減小結(jié)構(gòu)振動，這樣強(qiáng)風(fēng)作用下不能將風(fēng)能充分的轉(zhuǎn)化為其他形式的能量；另外，現(xiàn)有的減振裝置只能控制某個方向或者某幾個方向的振動，考慮到風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)所處環(huán)境的復(fù)雜性，傳統(tǒng)的減振裝置不能很好的應(yīng)對最不利方向風(fēng)吹來造成的風(fēng)振響應(yīng)。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)目的是提供一種葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，主要針對風(fēng)力發(fā)電塔及相關(guān)高聳結(jié)構(gòu)振動控制，旨在減小其在風(fēng)荷載作用下的振動反應(yīng)，從而達(dá)到減振耗能的效果，本專利技術(shù)通過輪轂葉片轉(zhuǎn)動耗能及調(diào)諧質(zhì)量減振兩種方式將外界激勵獲得的能量轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，研制出葉片式耗能調(diào)諧減振裝置。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用下述技術(shù)方案：葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，包括一個安裝在轉(zhuǎn)盤上的減振盒，在減振盒內(nèi)的下底面和上頂面分別安裝有能沿其表面來回滑動的質(zhì)量塊，所述的質(zhì)量塊通過并聯(lián)的粘滯阻尼器和彈性元件與減振盒側(cè)壁相連，在上下兩個質(zhì)量塊之間橫向設(shè)置有與減振盒內(nèi)壁相連的液態(tài)阻尼器，在所述的液態(tài)阻尼器內(nèi)安裝有水平設(shè)置的旋轉(zhuǎn)葉片軸，所述的旋轉(zhuǎn)葉片軸延伸到減振盒外與葉片相連。進(jìn)一步的，在所述的減振盒內(nèi)的下底面和上頂面分別安裝有下軌道和上軌道，上下兩個質(zhì)量塊的底部安裝有車輪，車輪分別沿著下軌道和上軌道上來回移動，以減少粘滯阻尼器與減振盒之間的摩擦力。進(jìn)一步的，所述的葉片與輪轂相連，輪轂與旋轉(zhuǎn)葉片軸相連，葉片轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)葉片軸運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)葉片軸運(yùn)動與液態(tài)阻尼器摩擦進(jìn)而耗能。進(jìn)一步的，所述的上下兩個質(zhì)量塊具有相同的質(zhì)量，通過調(diào)節(jié)彈簧的剛度，使質(zhì)量塊與被控結(jié)構(gòu)有相同的頻率，從而起到減振作用。進(jìn)一步的，所述的轉(zhuǎn)盤安裝一個轉(zhuǎn)軸上，在轉(zhuǎn)軸一側(cè)安裝有風(fēng)向傳感器，轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)盤相連，用于調(diào)節(jié)減振盒及葉片的方向，可以實現(xiàn)最大振動方向的控制。進(jìn)一步的，所述的風(fēng)向傳感器采集的轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速，且將采集的信號發(fā)送給控制器，所述的控制器進(jìn)而再控制轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。進(jìn)一步的，所述的旋轉(zhuǎn)葉片軸與減振盒接觸的部分設(shè)置有一個使旋轉(zhuǎn)葉片軸自由轉(zhuǎn)動但不能沿箱壁法線方向移動的卡環(huán)。進(jìn)一步的，本專利技術(shù)應(yīng)通過底部轉(zhuǎn)盤固定于塔架頂部風(fēng)機(jī)的上表面。本專利技術(shù)的工作原理如下：使用時，本專利技術(shù)應(yīng)通過底部轉(zhuǎn)盤固定于塔架頂部風(fēng)機(jī)的上表面。由風(fēng)向傳感器獲取風(fēng)向，控制轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，使得減振裝置的葉片正對風(fēng)吹來的方向，可以實現(xiàn)最大振動方向的減振。風(fēng)吹向該減振裝置，一部分作用于葉片，葉片旋轉(zhuǎn)帶動旋轉(zhuǎn)液態(tài)阻尼器工作，將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為動能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱能；另一部分作用于塔架結(jié)構(gòu)，塔架結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動，引起減振盒中質(zhì)量塊左右移動，同時彈簧和阻尼器工作，進(jìn)而達(dá)到減振的效果。本專利技術(shù)的有益效果如下：本專利技術(shù)可以自動調(diào)節(jié)減振裝置工作的方向達(dá)到控制最不利風(fēng)向情況下的減振目的，從而減小風(fēng)力發(fā)電塔架結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載作用下最大振動的響應(yīng)。該裝置通過葉片轉(zhuǎn)動進(jìn)而帶動旋轉(zhuǎn)葉片軸與液態(tài)阻尼摩擦耗能，同時通過調(diào)諧質(zhì)量阻尼器減振，具有較好的減振效果。該裝置構(gòu)造簡單，靈活性高，性價比高，使用方便。、本專利技術(shù)通過兩種途徑，能夠同時將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為動能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為熱能，可以充分的消耗能量，達(dá)到良好的減振效果。且本專利技術(shù)通過風(fēng)向傳感器，自動控制減振裝置的方向，從而實現(xiàn)不同方向的風(fēng)振控制。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是葉片式耗能調(diào)諧減振裝置示意圖；圖2是葉片式耗能調(diào)諧減振裝置a-a剖面示意圖；圖3是葉片式耗能調(diào)諧減振裝置側(cè)視示意圖。圖中：1連桿，2質(zhì)量塊，3粘滯阻尼器，4彈簧，5車輪，6下軌道，7上軌道，8卡環(huán)，9輪轂，10葉片，11減振盒，12旋轉(zhuǎn)葉片軸，13液態(tài)阻尼器，14轉(zhuǎn)盤，15風(fēng)向傳感器。具體實施方式以下結(jié)合技術(shù)方案和附圖詳細(xì)敘述本專利技術(shù)的實施方式。本專利技術(shù)提出的葉片式耗能調(diào)諧減振裝置如圖1，圖2，圖3所示，該裝置可以安裝在塔架結(jié)構(gòu)的頂部。具體結(jié)構(gòu)如下：該耗能減振裝置是由輪轂葉片、減振盒及轉(zhuǎn)盤三部分組成。其中減振盒由一個連桿1、兩個質(zhì)量塊2、兩個粘滯阻尼器3、兩個彈簧4、八個車輪5、下軌道6、上軌道7、卡環(huán)8、旋轉(zhuǎn)葉片軸12、液態(tài)阻尼器13及減振盒11構(gòu)成。轉(zhuǎn)盤由轉(zhuǎn)盤14及風(fēng)向傳感器15構(gòu)成，具體結(jié)構(gòu)如下：在減振盒11內(nèi)的下底面和上頂面分別安裝有能沿其表面來回滑動的質(zhì)量塊2，所述的質(zhì)量塊2通過并聯(lián)的粘滯阻尼器3和彈簧4與減振盒11側(cè)壁相連，在上下兩個質(zhì)量塊2之間橫向設(shè)置有與減振盒11內(nèi)壁相連的液態(tài)阻尼器13，在所述的液態(tài)阻尼器13內(nèi)安裝有水平設(shè)置的旋轉(zhuǎn)葉片軸12，所述的旋轉(zhuǎn)葉片軸12延伸到減振盒11外與葉片10相連，且旋轉(zhuǎn)葉片軸12與減振盒11接觸的部分設(shè)置有一個卡環(huán)8，卡環(huán)8可以使轉(zhuǎn)軸在其中自由轉(zhuǎn)動，但不能沿箱壁法線方向移動。進(jìn)一步的，在所述的減振盒內(nèi)11的下底面和上頂面分別安裝有下軌道6和上軌道7，上下兩個質(zhì)量塊2的底部安裝有車輪5，車輪5分別沿著下軌道6和上軌道7上來回移動，以減少粘滯阻尼器與減振盒11之間的摩擦力。進(jìn)一步的，葉片10與輪轂9相連，輪本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，其特征在于：包括一個安裝在轉(zhuǎn)盤上的減振盒，在減振盒內(nèi)的下底面和上頂面分別安裝有能沿其表面來回滑動的質(zhì)量塊，所述的質(zhì)量塊通過并聯(lián)的粘滯阻尼器和彈性元件與減振盒側(cè)壁相連，在上下兩個質(zhì)量塊之間橫向設(shè)置有與減振盒內(nèi)壁相連的液態(tài)阻尼器，在所述的液態(tài)阻尼器內(nèi)安裝有水平設(shè)置的旋轉(zhuǎn)葉片軸，所述的旋轉(zhuǎn)葉片軸延伸到減振盒外與葉片相連。

【技術(shù)特征摘要】
1.葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，其特征在于：包括一個安裝在轉(zhuǎn)盤上的減振盒，在減振盒
內(nèi)的下底面和上頂面分別安裝有能沿其表面來回滑動的質(zhì)量塊，所述的質(zhì)量塊通過并聯(lián)的粘
滯阻尼器和彈性元件與減振盒側(cè)壁相連，在上下兩個質(zhì)量塊之間橫向設(shè)置有與減振盒內(nèi)壁相
連的液態(tài)阻尼器，在所述的液態(tài)阻尼器內(nèi)安裝有水平設(shè)置的旋轉(zhuǎn)葉片軸，所述的旋轉(zhuǎn)葉片軸
延伸到減振盒外與葉片相連。
2.如權(quán)利要求1所述的葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，其特征在于：在所述的減振盒內(nèi)的下
底面和上頂面分別安裝有下軌道和上軌道，上下兩個質(zhì)量塊的底部安裝有車輪，車輪分別沿
著下軌道和上軌道上來回移動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，其特征在于：所述的葉片與輪轂
相連，輪轂與旋轉(zhuǎn)葉片軸相連，葉片轉(zhuǎn)動旋轉(zhuǎn)葉片軸運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)葉片軸運(yùn)動與液態(tài)阻尼器摩
擦進(jìn)而耗能。
4.如權(quán)利要求1或2所述的葉片式耗能調(diào)諧減振裝置，其特征在于：所述的上下兩個質(zhì)
量塊具有相同的質(zhì)量，且兩個質(zhì)量塊...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：田利，郭劉潞，馬瑞升，
申請(專利權(quán))人：山東大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：山東;37