一种具有减振功能的球冠衬板

1.一种具有减振功能的球冠衬板，其特征在于：球冠衬板由双相不锈钢制成，其由平面盖板（1）、底板（2）和减振元件（3）组成，平面盖板（1）的上表面设有用于安装滑板的凹槽（6），平面盖板（1）的下表面上设有至少一个凸台（5），底板（2）的顶面上开设有至少一个空腔（7），至少一个空腔（7）与至少一个凸台（5）一一对应导向配合，每个空腔（7）内均放置减振元件（3），减振元件（3）与空腔（7）的腔壁之间设有变形间隙，当平面盖板（1）盖设在底板（2）上，使凸台（5）的端面与减振元件（3）接触，凸台（5）之间的平面盖板（1）的下表面与底板（2）的顶面之间设有竖向滑移间隙。
2.如权利要求1所述的一种具有减振功能的球冠衬板，其特征在于：凸台（5）与空腔（7）之间安装低摩阻导向摩擦密封元件（4）。
3.如权利要求1所述的一种具有减振功能的球冠衬板，其特征在于：减振元件（3）为具有阻尼效应的弹性元件。
4.如权利要求1所述的一种具有减振功能的球冠衬板，其特征在于：凸台（5）与平面盖板（1）分体设置，通过螺纹固定在平面盖板（1）的下表面。

一种具有减振功能的球冠衬板\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及支座技术领域，具体说的是一种具有减振功能的球冠衬板。\n背景技术\n[0002] 球冠衬板，又称中座板，是球型支座实现转动及平动功能的关键部件，\n[0003] 球冠衬板采用实心球冠结构，球面部分外面为球型支座转动功能提供硬质对磨面，长期处在滑动状态且直接暴露在大气环境中，必须具有优异的耐磨性、耐蚀性。平面部分设有凹槽，用于镶嵌非金属滑板，起到约束滑板几何位置的作用。\n[0004] 为实现球面部分球冠衬板耐磨、耐蚀要求，采用低合金钢+包覆不锈钢、低合金钢+镀铬、铝合金+硬质氧化等技术。虽然能满足工程上基本需要，但是还存在一些关键问题有待解决。\n[0005] 现有球冠衬板技术问题:\n[0006] 球冠衬板通常采用实心结构、单一材料制造而成，其结构简单、重量较重，从而导致构件的服役应力普遍偏低，服役应力仅为常用主材许用应力的30%左右，造成了材料的浪费。传统中座板在结构设计方面完全没有发挥出中座板主材的全部优势，急需提出新的结构以改善材料的使用效率，达到效用的最大化。\n[0007] 此外传统球冠衬板结构过于单一，功能简单，仅作为实现支座转动和平面滑动,没能完全发挥出该部件在传力路径中关键位置的全部优势。例如，桥梁减振隔振功能已成为市政，城际项目必要选项，目前减振支座，多需要在支座结构外另设一层减振材料或结构，增加了支座的高度，复杂度。球冠衬板是桥梁结构传力路径的关键节点，完全可以通过新型结构设计实现减振隔振功能。\n实用新型内容\n[0008] 为解决上述技术问题，本实用新型提供一种具有减振功能的球冠衬板，在保证具有本身功能的情况下，具有减振效果。\n[0009] 为实现上述技术目的，所采用的技术方案是：一种具有减振功能的球冠衬板，球冠衬板由双相不锈钢制成，其由平面盖板、底板和减振元件组成，平面盖板的上表面设有用于安装滑板的凹槽，平面盖板的下表面上设有至少一个凸台，底板的顶面上开设有至少一个空腔，至少一个空腔与至少一个凸台一一对应导向配合，每个空腔内均放置减振元件，减振元件与空腔的腔壁之间设有变形间隙，当平面盖板盖设在底板上，使凸台的端面与减振元件接触，凸台之间的平面盖板的下表面与底板的顶面之间设有竖向滑移间隙。\n[0010] 凸台与空腔之间安装低摩阻导向摩擦密封元件。\n[0011] 减振元件为具有阻尼效应的弹性元件。\n[0012] 凸台与平面盖板分体设置，通过螺纹固定在平面盖板的下表面。\n[0013] 本实用新型有益效果是：\n[0014] 1、球冠衬板采用双相不锈钢材料，由以前的母材+保护层双结构变为纯耐蚀材料的单层结构，免去了包覆耐蚀薄板工艺、也无需进行复杂的表面处理，即可具有优异的耐蚀性、耐磨性。同尺寸设计前提下，在此工艺之后才可能在内部安装减振元件，使球冠衬板具有减振性能，通过凸台与空腔的导向配合，既能实现竖向滑移，又能实现平面盖板的限位，不需要多余的其它结构，实现组合。\n[0015] 2、将凸台与平面盖板分体设置，可以降低一体制造的加工成本，并且降低工艺难度，将凸台变成标准件，即不影响使用，又可进行更换，增加球冠衬板的减振使用寿命。\n附图说明\n[0016] 图1为本实用新型的整体式结构示意图；\n[0017] 图2为本实用新型的分体式结可示意图；\n[0018] 图中：1、平面盖板，2、底板，3、减振元件，4、导向摩擦密封元件，5、凸台，6、凹槽，7、空腔。\n具体实施方式\n[0019] 一种具有减振功能的球冠衬板，球冠衬板由双相不锈钢制成，其由平面盖板1、底板2和减振元件3组成，平面盖板1的上表面设有用于安装滑板的凹槽6，平面盖板1的下表面上设有至少一个凸台5，例如，凸台5为单一圆柱形、单一方柱形、同心圆形凸台以及密排或阵列等，多个柱形可沿同心环均匀分布。凸台5的形状最优为圆柱形，底板2的边缘设有环形凸台，与顶面围成一个用于放置平面盖板1的空间，并使平面盖板1的外径尺寸与该空间间隙配合，这样可以减少灰尘进入平面盖板1与底板2顶面之间，底板2的底面为球面或曲面，满足球冠衬板的设计要求，底板2的顶面上开设有至少一个空腔7，至少一个空腔7与至少一个凸台5一一对应导向配合，空腔7的形状与凸台5相配合，即凸台5插入空腔7内，可沿空腔7滑动式间隙配合，每个空腔7内均放置减振元件3，减振元件3与空腔7的腔壁之间设有变形间隙，满足减振元件3的受压变形量，当平面盖板1盖设在底板2上，使凸台5的端面与减振元件3接触，凸台5之间的平面盖板1的下表面与底板2的顶面之间设有竖向滑移间隙，使凸台5可沿空腔下压。\n[0020] 多组凸台和空腔相配合时，可以防止其中一组对应设置的凸台空腔失效时，其它组合减振效果依然存在。\n[0021] 凸台5与空腔7之间安装低摩阻导向摩擦密封元件4，可采用表面光滑具有低摩阻的密封圈，防止灰尘进入空腔内，影响减振元件3的使用。\n[0022] 减振元件3为具有阻尼效应的弹性元件。减振元件3以是一切可以提供阻尼特性的材料或构件，例如高阻尼聚氨酯弹性体、高阻尼橡胶、减振实心金属、减振多孔金属、减振金属弹簧、减振金属非金属复合弹簧构件等\n[0023] 凸台5与平面盖板1分体设置，通过螺纹固定在平面盖板1的下表面，在凸台5失效或磨损时，进行更换，并且可根据不同的减振效果更换不同长度的凸台5。\n[0024] 球冠衬板材料选用S32101、S32304、4A、5A等牌号双相不锈钢，其成分如表1所示。\n与以往ZG20Mn、ZG270‑500等材质球冠衬板相比，双相不锈钢具有更高的强度和疲劳强度，屈服强度是18‑8型奥氏体不锈钢（316、316L）的两倍；耐蚀性更好，耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀以及耐氯化物应力腐蚀，耐蚀性能优于18‑8型奥氏体不锈钢；焊接性良好、热裂倾向小；双相不锈钢可在‑50℃～300℃间使用。采用双相不锈钢作为球冠衬板的材料，不仅可以提高桥梁支座的安全性，而且还可以提高其使用寿命。\n[0025] 表1 球冠衬板用双相不锈钢成分（W%）\n[0026]\n[0027] 实施例1\n[0028] 实施例1\n[0029] 本实用新型提供了一种具有减振功能的球冠衬板，该结构重量轻，球型摩擦面的耐磨性好，材料整体耐蚀性能优异，具有减振功能。组合结构如图1所示，主要包括带有同心多环式活塞凸台5的平面盖板1、具同心多环式减振空腔7的底板2、减振元件3以及导向摩擦密封元件4。平面盖板1上表面开有凹槽，用于安装非金属滑板，下表面设有作为活塞使用的多条同心圆环状凸台5。底板2顶面开有多条同心圆环空腔，与平面盖板1的同心圆环状凸台实现轴孔导向配合，底板2的下表面为球面，以实现球冠衬板转动功能。平面盖板1装配在底板2的凹槽内，装配后不受外载荷条件下，且平面盖板1下平面与底板2顶面间留有竖向滑移间隙，保证平面盖板1与底板2可以上下相对运动。减振元件3底面安装在与底板2环形空腔7内，减振元件3和底板2的空腔横向间留有用于减振元件径向变形的间隙。平面盖板1的凸台与底板2的空腔接触侧安装有导向摩擦密封元件4，保证平面盖板1与底板2相对运动在低摩阻力条件下进行，还可防治灰尘，异物进入到减振空腔内，保证减振元件工作环境不被污染。\n[0030] 减振元件3采用为高阻尼聚氨酯弹性体、高阻尼橡胶等具有阻尼效应的弹性元件作为主材。\n[0031] 当有载荷通过支座时，平面盖板1挤压底板2的空腔7内的减振元件3，载荷发生变化，减振元件3压缩或回弹，从而实现减振功能。\n[0032] 实施例2\n[0033] 本实用新型提供了一种具有减振功能的球冠衬板，该结构重量轻，球型摩擦面的耐磨性好，材料整体耐蚀性能优异，具有减振功能。组合结构如图2所示，主要包括带有螺纹盲孔的平面盖板1、凸台5、减振元件3以及底板2。平面盖板1上表面开有凹槽6，用于安装非金属滑板，下表面开有螺纹盲孔用于连接凸台5，螺纹盲孔为同心圆方式均布，圈数与每圈个数以实际需求为准。连接凸台5与平面盖板1连接后可按实际需要进行焊接加强。底板2顶面开有圆柱形空腔7，与凸台5实现轴孔导向配合，底板2的下表面为曲面，以实现球冠衬板转动功能。平面盖板1镶嵌在底板2的空腔内，且平面盖板1与底板2间留有滑移间隙。减振元件3安装在与底板2和圆柱形空腔内，减振元件3和底板2的空腔间留有用于减振元件径向变形的间隙。\n[0034] 减振元件3采用材料为高阻尼聚氨酯弹性体、高阻尼橡胶等具有阻尼效应的弹性元件。\n[0035] 当有载荷通过支座时，平面盖板1与凸台5组合挤压底板2空腔内的减振元件3，载荷发生变化，减振元件3压缩或回弹，从而实现减振功能。

暂无