具体实施方式

以下结合具体实施例对一种三维隔震支座作进一步的详细描述，这些实施例只用于比较和解释的目的，本发明不限定于这些实施例中。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。

实施例1

一种三维隔震支座，如图1所示，包括水平隔震装置1和竖向隔震装置3，水平隔震装置1与竖向隔震装置3串联组合；竖向隔震装置3包括环形弹簧和导向套筒，环形弹簧设置在导向套筒内；环形弹簧包括第一组环形弹簧7和第二组环形弹簧8，第二组环形弹簧8外径小于第一组环形弹簧7内径，第一组环形弹簧7、第二组环形弹簧8与导向套筒同轴设置。

本发明装置将水平隔震装置1与竖向隔震装置3串联组合，既能隔离水平地震作用，又能有效隔离竖向地震作用，满足工程需求。

本发明的竖向隔震装置3采用环形弹簧，第一组环形弹簧7和第二组环形弹簧8均由多个内环18和外环20上下交替叠加而成，内环18为内圆柱面外圆锥面的垫圈状弹簧钢，外环20为内圆锥面外圆柱面的垫圈状弹簧钢；内外圆锥面上均设置有接触表面19，内环18和外环20上的接触表面19相对交错贴合在一起，竖向变形时起到挤压摩擦的作用。环形弹簧具有承载力大，位移量大，耗能能力强的特点，解决了一般弹簧不能满足竖向隔震需求的问题。环形弹簧的内、外环的对数依据其所承受载荷的大小和产生变形的要求来确定。

环形弹簧常用在空间尺寸受限制而又需要强力缓冲的场合、环形弹簧由许多对内、外环组成，若损坏或磨损后不需要全部更换，只需将报废的个别圆更换即可，修理较客易，也比较经济。

由于外环和内环沿配合圆锥相对滑动时，接触表面具有很大的摩擦力，加载时，轴向力是由表面压力和摩擦力平衡。因此，相当于减小了轴向载荷的作用，即增大子弹簧刚度。卸载时，摩擦力阻滞了弹簧弹性变形的恢复，因此，相当于减小了弹簧作用力。

本发明设置有2组及以上的环形弹簧，多组环形弹簧同轴设置，一方面可提供更大的承载力，适用范围更广；另一方面可提高竖向隔震性能的稳定性，即使其中一组环形弹簧失效也可继续发挥隔震效果，大大提高了竖向隔震装置3的稳定性。优选的，第一组环形弹簧7和第二组环形弹簧8采用承载力不同的两组环形弹簧。示例性的第一组环形弹簧7承载力大于第二组环形弹簧8承载力，第一组环形弹簧7的直径大于第二组环形弹簧8直径，可防止竖向受力不均时的倾覆风险。

竖向隔震装置3还包括上连接板4和下连接板9；导向套筒包括内导向套5和外导向套6；外导向套6固定在下连接板9上，内导向套5固定在上连接板4上，外导向套6和下连接板9上设置有对应的连接孔，内导向套5和上连接板4上设置有对应的连接孔，外导向套6和下连接板9通过连接件连接，内导向套5和上连接板4通过连接件连接；内导向套5外径和外导向套6内径为间隙配合，内导向套5和外导向套6上设置有限制内导向套5拔出的限位结构。具体的，限位结构为在内导向套5底端设置环形台阶501，外导向套6底端设置环形台阶孔601和法兰盘602，法兰盘602上设有连接孔；环形台阶孔601的高度大于环形台阶501的高度，环形台阶501可在环形台阶孔601内上下移动。

本发明将内导向套5固定在上连接板4上，上连接板4设置在环形弹簧上端，竖向震动时，内导向套5随着上连接板4的上下移动而共同移动，可减小环形弹簧与导向套筒的相对摩擦，减小环形弹簧磨损量。内导向套5和外导向套6上在底端设置有限制内导向套5拔出的限位结构。导向套筒同时起到导向作用，避免环形弹簧发生水平晃动。

上连接板4的下表面设有与环形弹簧组数相对应的多个环形定位凸台，多个环形定位凸台分别与环形弹簧的内环内径间隙配合，实现对环形弹簧定位的同时，满足环形弹簧受力时内环的变形需要。下连接板9上表面也设有与环形弹簧组数相对应的多个环形定位凸台。

示例性的，上连接板4底部设置有第一环形定位凸台401和第二环形定位凸台402；第一环形定位凸台401与第一组环形弹簧7内径间隙配合；第二环形定位凸台402与第二组环形弹簧8内径间隙配合。下连接板9顶部设置有第三环形定位凸台901和第四环形定位凸台902；第三环形定位凸台901与第一组环形弹簧7内径间隙配合；第四环形定位凸台902与第二组环形弹簧8内径间隙配合。

为了防止圆锥面的磨损，在接触表面19还涂敷有石墨润滑脂。此外，为了防止横向失稳，第一组环形弹簧7与导向套筒之间设置有间隙，间隙距离为第一组环形弹簧7内环18内径的2％。

水平隔震装置1包括叠层橡胶支座2叠层橡胶支座2；叠层橡胶支座2包括上固定板201、橡胶块202和下固定板203；橡胶块202由一层橡胶和一层钢板交叠硫化而成；下固定板203与上连接板4对应的位置设置有连接孔，通过连接件将下固定板203固定在上连接板4上，实现水平隔震装置1与竖直隔震装置的串联。

本发明三维隔震支座采用叠层橡胶支座2叠层橡胶支座2与竖向隔震装置3装置串联组合，叠层橡胶支座2叠层橡胶支座2隔离水平地震作用，竖向隔震装置3隔离竖向地震作用，隔震机理明确。

示例性的，叠层橡胶支座2可以为天然橡胶支座、铅芯橡胶支座或高阻尼橡胶支座，其结构形式可以是Ⅱ型或Ⅰ型。

实施例2

实施例2提供了一种三维隔震支座，本实施例的三维隔震支座结构与实施例1的三维隔震支座的结构基本相同，不同之处在于，本实施例中水平隔震装置1还包括缓冲弹簧10。

如图2所示，缓冲弹簧10绕橡胶块202均匀设置；缓冲弹簧10一端固定在上固定板201，另一端固定在下固定板203。多个缓冲弹簧10在上固定板201形成的圆的直径小于在下固定板203形成的圆的直径。缓冲弹簧10用于降低叠层橡胶支座2的水平位移量，当叠层橡胶支座2向一侧移动时，另一侧的弹簧对叠层橡胶支座2产生反方向的拉力，避免叠层橡胶支座2位移过大，保证三维隔震支座使用时的稳定性。

优选的，缓冲弹簧10设置有2组，分为第一缓冲弹簧10和第二缓冲弹簧10，第一缓冲弹簧10设置在第二缓冲弹簧10的外侧。

实施例3

实施例3提供了一种三维隔震支座，本实施例的三维隔震支座结构与实施例2的三维隔震支座的结构基本相同，不同之处在于，水平隔震装置1还包括挡板。

在此实施例中，上固定板201尺寸小于下固定板203尺寸，挡板底端通过扭簧固定在下固定板203上，挡板顶端抵接在上固定板201侧边。挡板底端距离叠层橡胶支座2中心轴线的距离大于挡板顶端到中心轴线的距离，挡板为叠层橡胶支座2提供一定的水平支撑力。

挡板设置有多个，多个挡板围绕上固定板201均匀分布。

实施例4

实施例4提供了一种三维隔震支座，本实施例的三维隔震支座结构与实施例1的三维隔震支座的结构基本相同，不同之处在于，如图3、图4所示，本实施例中水平隔震装置1还包括固定环11、支撑杆12和弹性件13，示例性的，弹性件13为弹簧。

此实施例中，上固定板201尺寸小于下固定板203尺寸，固定环11设置在上固定板201外侧，并与上固定板201同轴设置，固定环11和上固定板201设置在同一水平面上。

弹性件13一端固定在上固定板201侧边，另一端固定在固定环11内侧。弹簧设置有多个，均匀设置在上固定板201与固定环11的间隙内。

支撑杆12底端固定设置在下固定板203上，支撑杆12设置有多个，绕上固定板201均匀设置，固定环11固定在支撑杆12上。

实施例5

实施例5提供了一种三维隔震支座，本实施例的三维隔震支座结构与实施例1的三维隔震支座的结构基本相同，不同之处在于，竖向隔震装置3还包括变摩擦结构，进一步消耗竖向震动能量，降低竖向震动幅度。

具体的，如图5所示，变摩擦结构包括摩擦导轨14、压力弹簧15、摩擦头16和固定套17。摩擦头16一端设置有凸起，固定套17上设置有直径与摩擦头16相匹配的通孔，固定套17将摩擦头16和压力弹簧15固定在上连接板4的两侧(或下固定板的两侧或上连接板4和下固定板203的两侧)，摩擦头16凸起端设置在固定套17内，并与压力弹簧15抵接，摩擦头16另一端穿出固定套17的通孔。压力弹簧15一端与摩擦头16抵接，另一端与上连接板4侧边抵接。

摩擦导轨14固定在下连接板9上，并竖向设置在上连接板4的两侧，与摩擦头16对应的位置。摩擦导轨14为中间高度低，向上向下延伸时导轨高度逐渐升高的弯曲形导轨。

当竖向隔震装置3发生竖向震动时，当振幅较小时，摩擦头16在摩擦导轨14低高度处，压力弹簧15被压缩的量较小，摩擦较小；当振幅较大时，摩擦头16上、下移动到导轨高度较大的部位，压力弹簧15被压缩的量较大，受到的压力较大，摩擦力较大，从而使得在大振幅振动时消耗较多的震动能量，减小振幅。

实施例6

实施例5提供了一种三维隔震支座，本实施例的三维隔震支座结构与实施例1的三维隔震支座的结构基本相同，不同之处在于，水平隔震装置1还包括变摩擦结构(图中未示出)，此结构适用于水平震动方向较为明确、单一的环境中。

具体的，变摩擦结构包括摩擦导轨14、压力弹簧15、摩擦头16和固定套17。摩擦头16一端设置有凸起，固定套17上设置有直径与摩擦头16相匹配的通孔，固定套17将摩擦头16和压力弹簧15固定在上固定板201的上下表面，摩擦头16凸起端设置在固定套17内，并与压力弹簧15抵接，摩擦头16另一端穿出固定套17的通孔。压力弹簧15一端与摩擦头16抵接，另一端与上固定板201上或下表面抵接。

摩擦导轨14固定在下固定板203上，并水平设置在上固定板201的上、下表面两侧，与摩擦头16对应的位置。摩擦导轨14为中间高度低，左右延伸时导轨高度逐渐升高的弯曲形导轨。

当叠层橡胶支座2发生水平位移时，当振幅较小时，摩擦头16在摩擦导轨14低高度处，压力弹簧15被压缩的量较小，摩擦较小；当振幅较大时，摩擦头16移动到导轨高度较大的部位，压力弹簧15被压缩的量较大，受到的压力较大，摩擦力较大，从而使得在大振幅振动时消耗较多的震动能量，减小振幅。

本发明中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。