一種電磁永磁組合懸浮隔振裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種工程結(jié)構(gòu)減振裝置，具體涉及一種電磁永磁組合懸浮隔振裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]磁懸浮隔振是一種新型的主動式隔振方法，它在振源與結(jié)構(gòu)體之間用主動控制的磁場來支撐，使得振源與結(jié)構(gòu)體之間完全脫離機(jī)械接觸，達(dá)到隔絕振動的目的。磁懸浮隔振技術(shù)已成功的運(yùn)用于航天、航海、鐵路運(yùn)輸、風(fēng)能發(fā)電等領(lǐng)域，但在土木工程界尚未見運(yùn)用。本申請系專利《磁懸浮在工程結(jié)構(gòu)防振領(lǐng)域中的技術(shù)應(yīng)用KZL200910111587.2)的一種具體實施裝置。
[0003]《電磁懸浮隔振裝置KZL201420258189.X)和《電磁永磁混合懸浮隔振裝置》(ZL201420258151.2)兩項實用新型專利提出的磁懸浮隔振支座，基本原理就是制造一個利用磁力的支座，使結(jié)構(gòu)脫離基礎(chǔ)，從而擺脫地震動的影響。其設(shè)想是在接收到地震信號時自動開啟電源，繞有線圈的懸浮電磁鐵和銜鐵之間產(chǎn)生吸力，迫使銜鐵帶動結(jié)構(gòu)上升，脫離結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，懸浮于空中”。
[0004]電磁場理論表明:電磁鐵與銜鐵之間磁作用力與兩者間間隙的平方成反比，和電流的安匝數(shù)成正比。常導(dǎo)電磁技術(shù)要想獲得足夠的電磁懸浮力，必須加大電流或減小間隙，而加大電流必然要求懸浮裝置尺寸加大、造價提高，減小間隙則必然會影響地震波豎向分量的控制(通常較大地震時地表豎向振動幅度可達(dá)5-lOcm甚至更大)。雖然在超導(dǎo)技術(shù)成熟、造價大幅降低、維護(hù)保養(yǎng)簡易可行后可采用懸浮高度達(dá)1cm的超導(dǎo)技術(shù)，但現(xiàn)階段在量大面廣的土木工程中運(yùn)用超導(dǎo)技術(shù)是不現(xiàn)實的。
[0005]設(shè)想將工程結(jié)構(gòu)底層柱設(shè)計成磁懸浮柱，組合上述磁懸浮隔振支座，利用磁懸浮柱隔絕豎向振動，利用磁懸浮支座隔絕水平振動。由于磁懸浮支座只需要解決水平振動問題，其懸浮間隙可以設(shè)計較小，如3mm或5mm，按照電磁場理論，懸浮力將大大增加，裝置的尺寸和造價也將大幅減小。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]現(xiàn)有的磁懸浮隔振技術(shù)僅能隔絕水平振動和扭轉(zhuǎn)振動的問題，無法或僅能部分對工程結(jié)構(gòu)的豎向振動隔絕，本發(fā)明針對此問題進(jìn)行了改進(jìn)。
[0007]本發(fā)明的具體實施方案是:一種電磁永磁組合懸浮隔振裝置，包括磁懸浮柱和位于磁懸浮柱下方的隔振支座，所述磁懸浮柱由外磁柱和內(nèi)磁柱以及內(nèi)磁柱支座組成，所述內(nèi)磁柱不接觸地套設(shè)于外磁柱中且底部擱置于內(nèi)磁柱支座上，內(nèi)磁柱頂部固定有上部結(jié)構(gòu)，所述外磁柱及內(nèi)磁柱支座固定于隔振支座上，所述上部結(jié)構(gòu)上設(shè)有振動傳感器，所述內(nèi)磁柱支座、振動傳感器與控制系統(tǒng)連接，所述外磁柱包括外磁柱永磁體及外磁柱電磁體，所述內(nèi)磁柱包括內(nèi)磁柱永磁體，所述內(nèi)磁柱及外磁柱構(gòu)成磁力線回路，當(dāng)外磁體與內(nèi)磁柱沿豎向錯位時，內(nèi)磁柱與外磁柱對應(yīng)產(chǎn)生與錯位方向相反的磁力。
[0008]進(jìn)一步的，所述內(nèi)磁柱支座包括對稱設(shè)置的內(nèi)磁柱分支座、連接兩內(nèi)磁柱分支座使之緊密配合的拉緊彈簧以及環(huán)繞于內(nèi)磁柱分支座的線圈，需要振動控制時，內(nèi)磁柱支座線圈通電，產(chǎn)生與彈簧拉力相反的磁場力，使兩只內(nèi)磁柱分支座分離，從而使內(nèi)磁柱懸空。
[0009]進(jìn)一步的，所述外磁柱包括多個外磁柱磁體組，每組外磁柱的磁體組包括縱向設(shè)置的一對外磁柱永磁體和外磁柱永磁體中間的外磁柱電磁體，外磁柱永磁體相向的一面磁極相同，所述外磁柱永磁體以及外磁柱電磁體固定于外磁柱殼內(nèi)；
所述內(nèi)磁柱包括多個內(nèi)磁柱磁體組，所述內(nèi)磁柱磁體組包括永磁體及內(nèi)磁柱導(dǎo)磁套管，所述內(nèi)磁柱永磁體經(jīng)永磁體定位件固定于內(nèi)磁柱上，內(nèi)磁柱導(dǎo)磁套管套設(shè)于內(nèi)磁柱永磁體外；內(nèi)磁柱磁體組的內(nèi)磁柱永磁體對應(yīng)設(shè)置于外磁柱永磁體之間，且內(nèi)磁體永磁體和臨近位置外磁柱永磁體磁化方向相反。
[0010]進(jìn)一步的，所述外磁柱電磁體由外磁柱線圈骨架、外磁柱線圈以及外磁柱導(dǎo)磁套管組成，外磁柱線圈骨架固定于外磁柱殼上，外磁柱線圈繞設(shè)于外磁柱線圈骨架上，外磁柱線圈外設(shè)外磁柱導(dǎo)磁套管。
[0011 ]進(jìn)一步的，所述隔震支座為磁懸浮隔震支座，外磁柱和內(nèi)磁柱支座分別固定于磁懸浮隔震支座銜鐵上。
[0012]進(jìn)一步的，所述隔震支座為滑移板隔震支座，外磁柱和內(nèi)磁柱支座分別固定于滑移板隔震支座上板上。
[0013]進(jìn)一步的，所述內(nèi)磁柱與外磁柱之間設(shè)有軸承以保證所述內(nèi)磁柱與外磁柱之間不接觸且間距固定。
[0014]進(jìn)一步的，所述內(nèi)磁柱永磁體及外磁柱永磁體為磁環(huán)或磁柱。
[0015]本發(fā)明提供的電磁永磁組合懸浮隔振裝置，利用磁懸浮柱隔絕豎向振動，利用磁懸浮支座隔絕水平振動。由于工程結(jié)構(gòu)柱柱高較高，可以在內(nèi)、外磁柱間設(shè)置多組永磁體和電磁體，和僅設(shè)置永磁體的被動控制相比，設(shè)置電磁體極大地增強(qiáng)了振動控制力，實現(xiàn)了主動控制，振動控制效果更好；另外，由于磁懸浮支座只需要解決水平振動問題，其懸浮間隙可以設(shè)計較小，故而本系統(tǒng)柱及支座懸浮力均很大，且懸浮穩(wěn)定，系統(tǒng)簡單故障率低，系統(tǒng)的尺寸和造價也低。
[0016]本發(fā)明提供的磁懸浮組合隔振裝置的有益效果是:本發(fā)明經(jīng)濟(jì)性好，在基本消除地震作用的情況下，結(jié)構(gòu)主體的抗震設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)可大大降低，工程結(jié)構(gòu)建造費(fèi)用降低;其次能夠消除了地震帶來的財產(chǎn)損失、人員損失，消除了人類面對自然威脅的精神壓力。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明實施例的縱向剖視圖圖2為本發(fā)明內(nèi)磁柱支座剖視圖
圖3為本發(fā)明外磁柱單個磁體組及相應(yīng)內(nèi)磁柱磁體組結(jié)構(gòu)示意圖其中:1、磁懸浮支座11、銜鐵12、支座線圈13、電磁鐵2、內(nèi)磁柱21、內(nèi)置永磁體22、內(nèi)置永磁體定位件23、內(nèi)磁柱導(dǎo)磁套管3、外磁柱31、外磁柱鋼外殼32、外磁柱線圈33、外磁柱線圈骨架34、外磁柱永磁體定位件35、外磁柱永磁體36、外磁柱導(dǎo)磁套管
4、磁懸浮柱5、內(nèi)磁柱支座51、內(nèi)磁柱分支座52、內(nèi)磁柱支座線圈53、彈簧6、軸承
7、傳感器。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0019]圖1為磁懸浮柱4和磁懸浮支座I固結(jié)，磁懸浮柱4由內(nèi)磁柱2和外磁柱3組成，內(nèi)磁柱2插入外磁柱3，內(nèi)磁柱2擱置于內(nèi)磁柱支座5的電磁永磁組合懸浮隔振裝置縱向剖視圖。
[0020]本示意圖1中外磁柱3磁體組完整的有6組，每組由2對外磁柱永磁體35和中間的一對外磁柱電磁體組成，本實施例中，外磁柱電磁體包括外磁柱線圈32、外磁柱線圈骨架33以及外磁柱導(dǎo)磁套管36，2對外磁柱永磁體35磁化方向一上一下，外磁柱永磁體相向的一面磁極相同，