一种摩擦摆式文物隔震支座的制作方法

本实用新型属于减震与隔震技术领域，具体涉及一种摩擦摆式文物隔震支座。

背景技术：

我国是一个多地震国家，强烈地震对馆藏文物的破坏极为严重。而隔震装置能够对文物的防震安全起到积极作用。其中摩擦摆式支座就是一种有效的水平隔震装置。

摩擦摆式隔震支座是利用钟摆原理，具有隔震周期不受重力荷载影响的优点；在往复运动中，通过接触面的摩擦消耗能量。它的结构简单，产品质量易于控制，应用广泛。现有的摩擦摆式隔震支座通常不能承受拉力，一旦组件脱离失效，将对文物造成更严重的伤害。有的隔震支座可以承受拉力但阻尼调整不便，预设的摩擦系数对加工精度要求较高，且摩擦系数固定，无法适应于多种场合。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型提供了一种摩擦摆式文物隔震支座，一方面保证隔震支座结构一体性，具有抗拉拔性能，另一方面能实现阻尼可调，能够满足不同场合的隔震需求。

一种摩擦摆式文物隔震支座，该装置包括底板、顶板、凹面圆盘、滑块、滑块支座、抗拉拔机构和阻尼机构；

所述底板和顶板的相对表面上分别固定凹面圆盘和滑块支座，滑块上弧面与滑块支座的凹形弧面进行配合，滑块下弧面与凹面圆盘形成接触配合；所述抗拉拔机构分为上下两部分，分别固定在底板和顶板上，底板和顶板通过抗拉拔组件连接在一起；抗拉拔机构的上下部分分别安装有阻尼机构，底板和顶板在抗拉拔机构的作用下将任意水平向的地震冲击波分解成两个正交方向的运动，阻尼机构则对每个运动分别施加阻尼。

进一步地，所述抗拉拔机构包括上分解运动组件和下分解运动组件，所述上分解运动组件和下分解运动组件之间通过孔轴配合实现连接，上分解运动组件和下分解运动组件之间具有沿孔轴的轴线方向移动的自由度以适应滑块在凹面圆盘运动过程中产生的高度变化，上分解运动组件和下分解运动组件各自具有沿垂直于孔轴轴线方向运动的自由度。

进一步地，所述上分解运动组件包括安装板、导轨、直线滑块和导向套筒；所述直线滑块与固定在安装板上的导轨为嵌入式配合，两者之间仅具有沿导轨长度方向的自由度；所述直线滑块的上表面固定连接导向套筒，所述导向套筒上具有条形的导向槽。

进一步地，所述下分解运动组件包括安装板、导轨、直线滑块、销轴和导向轴；所述直线滑块与固定在安装板上的导轨为嵌入式配合，两者之间仅具有沿导轨长度方向的自由度；所述导向轴顶部有一个径向的通孔，该通孔用于与销轴进行配合，导向轴底部的法兰结构与滑块的上表面固定连接。

进一步地，所述上分解运动组件和下分解运动组件通过导向套筒与导向轴形成孔轴配合，所述销轴同时穿过导向套筒上的导向槽和导向轴上的径向孔，不仅限制上分解运动组件和下分解运动组件周向的自由度，同时也限制了两者在孔轴的轴线方向的移动量，进而防止顶、底板彼此脱离倾覆，增强装置的抗拉拔能力。

进一步地，所述阻尼机构包括直线阻尼器、固定支座和移动支座；所述固定支座和移动支座分别固定在安装板和直线滑块上，直线阻尼器的两端分别与固定支座和移动支座连接，所述直线阻尼器的轴线与直线滑块的运动方向互相平行。

有益效果：

1、本发明的主体结构仅包括固定有凹面圆盘的底板、固定有滑块的顶板、抗拉拔机构和阻尼机构，结构简单，安装便捷。

2、本实用新型采用两端为球形面的滑块和凹面圆盘配合来支撑上部物体，承载能力强。滑块在凹面圆盘内运动过程中可产生竖向支撑力和水平回复力，因此能实现上部承载物的自动复位，无需添加复位弹簧。

3、本实用新型的抗拉拔机构具有抗拉拔功能，能够增强装置的整体性。销轴同时穿过导向套筒上的导向槽和导向轴上的径向孔后可以限制上、下运动分解组件分离高度，防止顶板倾覆。由于凹面圆盘的盘面高度有变化，中间低四周高，若与导向套筒上导向槽的长度相适应，则抗拉拔机构还具有可靠的水平限位功能。

4、本发明的抗拉拔机构能够将顶底板间任意水平向的相对运动分解成两个正交方向的直线运动，然后阻尼机构对每个分运动即滑块与导轨的相对滑动施加阻尼，因此通过更换不同型号的直线阻尼器可以调整阻尼大小，简单灵活；由于具有阻尼机构，滑块和凹面圆盘不必再进行阻尼设计，装置的制造和装配难度低。

附图说明

图1为本实用新型摩擦摆式文物隔震支座的整体结构示意图；

图2为凹面圆盘在底板上的安装关系示意图；

图3为滑块在顶板上的安装关系示意图；

图4为下分解运动组件的结构示意图；

图5为上分解运动组件的结构示意图；

图6为导向套筒与导向轴的装配关系示意图；

图7为直线阻尼器与固定支座和移动支座的安装关系示意图；

图8为导向套筒和移动支座与直线滑块的安装关系示意图；

图9为滑块支座的结构示意图；

图10为滑块支座的剖视图；

图11为滑块的结构示意图；

图12为导向套筒的结构示意图；

图13为导向轴的结构示意图；

图14为销轴的结构示意图。

其中，1－底板、2－顶板、3－凹面圆盘、4－滑块、5－抗拉拔机构、6－滑块支座、7－安装板、8－导轨、9－直线滑块、10－直线阻尼器、11－销轴、12－导向轴、13－移动支座、14－固定支座、15－导向套筒。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

如附图1所示，本实用新型提供了一种摩擦摆式文物隔震支座，该装置包括底板1、顶板2、凹面圆盘3、滑块4、抗拉拔机构5和滑块支座6。

如附图2和3所示，底板1和顶板2的相对表面上分别固定四个凹面圆盘3和四个滑块支座6，其中，如附图2所示，滑块4是通过滑块支座6固定在顶板上，滑块4和滑块支座6的结构如附图11和10所示，滑块4的两端均为球形面，滑块支座6具有一个球形的凹槽，滑块的一端与滑块支座6的凹槽形成球面配合，凹槽上端有环形的安装槽，安装槽内装入卡簧来限制滑块4从滑块支座6中脱出。滑块另一端的圆弧面与凹面圆盘3形成接触配合；抗拉拔机构5分为上下两部分，分别固定在底板1和顶板2上，底板1和顶板2通过抗拉拔组件连接在一起；抗拉拔机构的上下部分分别安装有阻尼机构，底板1和顶板2在抗拉拔机构5的作用下将任意水平向的地震冲击波分解成两个正交方向的运动，阻尼机构则对每个运动分别施加阻尼。

其中，抗拉拔机构包括上分解运动组件和下分解运动组件，上分解运动组件和下分解运动组件之间通过孔轴配合实现连接，上分解运动组件和下分解运动组件之间具有沿孔轴的轴线方向移动的自由度以适应滑块在凹面圆盘运动过程中产生的高度变化，上分解运动组件和下分解运动组件各自具有沿垂直于孔轴轴线方向运动的自由度。

如附图5所示，上分解运动组件包括安装板7、导轨8、直线滑块9和导向套筒15；直线滑块9与固定在安装板7上的导轨8为嵌入式配合，两者之间仅具有沿导轨长度方向的自由度；直线滑块9的上表面固定连接导向套筒15，如附图12所示，导向套筒15的一半为法兰结构，一半为空心圆形套，法兰结构用于与直线滑块9的表面进行连接，空心圆形套上具有条形的导向槽。

如附图4所示，下分解运动组件包括安装板7、导轨8、直线滑块9、销轴11和导向轴12；如附图13所示，导向轴12同样分为两个部分，一部分为法兰结构，法兰结构用于与直线滑块9的表面进行连接，导向轴12的另一部分为圆柱段，圆柱段上有一个径向的通孔，该通孔用于与销轴11进行配合，如附图14所示，销轴11的一端为头帽结构，另一端具有径向的通孔，头帽用于实现对销轴11的轴向限位，径向通孔用于实现销轴安装后的限位。

直线滑块9与固定在安装板7上的导轨8为嵌入式配合，两者之间仅具有沿导轨8长度方向的自由度；导向轴通过其底部的法兰结构与直线滑块9的上表面固定连接。

上分解运动组件和下分解运动组件通过导向套筒15与导向轴12形成孔轴配合，销轴同时穿过导向套筒上的导向槽和导向轴上的径向孔，不仅限制上分解运动组件和下分解运动组件周向的自由度，同时也限制了两者在孔轴的轴线方向的移动量，进而防止顶、底板彼此脱离倾覆，增强装置的抗拉拔能力。

如附图7和8所示，阻尼机构包括直线阻尼器10、固定支座14和移动支座13；固定支座14和移动支座13分别固定在安装板7和直线滑块9上，直线阻尼器10的两端分别与固定支座14和移动支座13通过销轴活动连接，直线阻尼器10的轴线与直线滑块9的运动方向互相平行。

上分解运动组件和下分解运动组件分别对应两套阻尼机构。

工作原理：当地震作用力超过装置静摩擦力时，地面的水平运动促使滑块4在凹面圆盘3的弧面内滑动，顶板2及物体会随之轻微抬升，然后滑块4又在重力作用下朝初始位置即弧面最低处移动，如此往复。随着振动能量的持续吸收，滑块4最终静止于初始位置。与顶、底板连接的抗拉拔机构5也会随之产生相对移动，并将任意水平向的地震冲击波分解成两个自身正交方向的运动，即上分解运动组件和下分解运动组件中的直线滑块9分别与对应的导轨8发生相对滑动。与直线滑块9相连的移动支座13则随之运动，移动支座13会促使直线阻尼器10发生伸缩运动实现吸能减震，通过更换直线阻尼器10的型号来实现对阻尼大小的调节。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。