CN102009745B - 一种直升机旋翼板式阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种直升机旋翼板式阻尼器。本发明属于多层剪切粘弹性阻尼器技术领域，涉及对直升机旋翼粘弹性阻尼器的改进。包括五块刚性板和位于五块刚性板之间的四层橡胶板，其特征在于：所说的五块刚性板是相互平行的平板，在五块刚性板和四层橡胶板[50]上有上下伸展的贯通长槽，有一个由左压板[60a]、右压板[60b]和两个压紧螺栓组件[70]组成的压紧限位机构。本发明满足了大吨位直升机旋翼系统的阻尼要求，便于加工，成本低，安装空间小，具有过载限位能力。
Description
技术领域
本发明属于多层剪切粘弹性阻尼器技术领域，涉及对直升机旋翼粘弹性阻尼器的改进。
背景技术
直升机旋翼系统中均采用减振装置，即阻尼器，是旋翼系统中的关键功能构件，可以降低直升机桨叶的振动，提高桨叶寿命，避免地面共振和空中共振的发生，共振直接影响直升机的安全性，严重时可导致直升机解体。
英国专利GB2038446A公开了一种块式粘弹性阻尼器（也称为频率匹配器），这种阻尼器外形特异，由两层阻尼硅橡胶组成，阻尼力较小，安装空间较大，同时寿命较短。美国专利US5205029提出一种筒式阻尼器，是在内外筒之间粘接粘弹性橡胶材料提供阻尼力。其缺点是阻尼力小，不能满足大吨位直升机旋翼系统的要求。
美国专利US3842945提出两种板式粘弹性阻尼器，其中一种是由三层刚性金属板和两层阻尼弹性体构成，其成型与安装较为复杂；而且阻尼力小，不能满足大吨位直升机旋翼系统的要求。另一种是由五块刚性金属板和四层阻尼弹性体构成，其中间两块橡胶层为平行块状，而两侧外面的两块橡胶层为凹向中间的弧形轮廓，也就是说两侧外金属板和两块次中间金属板均有弧型面。其缺点是：第一、加工难度大，加工成本高。第二、横向尺寸大，五块刚性金属板通过两侧的连接螺栓组件相互连接，增加了横向尺寸，使安装空间增大。第三、没有过载限位设计，这将会在过载情况下发生安全隐患。
发明内容
本发明的目的是：提出一种可用于大吨位直升机旋翼系统的、便于加工、成本低、安装空间小、具有过载限位能力的直升机旋翼板式阻尼器。
本发明的技术方案是：一种直升机旋翼板式阻尼器，包括五块刚性板和位于五块刚性板之间的四层橡胶板50，五块刚性板从左到右分别是：左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b、右外板40b，左外板40a、正中板20和右外板40b三板重叠，左次中板30a和右次中板30b两板重叠，左外板40a、正中板20和右外板40b的板身与左次中板30a和右次中板30b的板身重叠，左外板40a、正中板20和右外板40b的板头位于板身的下部，左次中板30a和右次中板30b的板头位于板身的上部，四层橡胶板50分别位于左外板40a与左次中板30a的板身、左次中板30a与正中板20的板身、正中板20与右次中板30b的板身和右次中板30b与右外板40b的板身之间，每层橡胶板50分别与两侧的刚性板的板身硫化连接为整体；其特征在于：
（1）所说的五块刚性板是相互平行的平板，五块刚性板板身部分的板面形状是尺寸相同的矩形，左外板40a和右外板40b的厚度相同，左次中板30a、正中板20和右次中板30b的厚度相同；四层橡胶板50的厚度相同；由左外板40a、正中板20、右外板40b的板头共同构成阻尼器的下连接端，由左次中板30a和右次中板30b的板头共同构成阻尼器的上连接端；在由左外板40a、正中板20、右外板40b的板头上各有3个下连接端销孔41，位置对应的下连接端销孔41同轴；在左次中板30a和右次中板30b的板头各有3个上连接端销孔31，位置对应的上连接端销孔31同轴；
（2）在五块刚性板的板身中心有上下伸展的、贯通板身的长槽80，在四层橡胶板50上与上述长槽80对应的位置也有尺寸相同的、贯通橡胶板50的长槽80；有一个由左压板60a、右压板60b和两个压紧螺栓组件70组成的压紧限位机构；左压板60a和右压板60b的结构形同，左压板60a压在左外板40a的外表面，右压板60b压在右外板40b的外表面，在左压板60a和右压板60b的板面上各有两个螺栓孔，压紧螺栓组件70中的螺栓穿过五块刚性板板身的长槽80和四层橡胶板50上的长槽80后与压紧螺栓组件70中的螺母结合，将五块刚性板和四层橡胶板50压紧；左压板60a和左外板40a之间有限位机构，右压板60b和右外板40b之间有限位机构。
本发明的优点是：满足大吨位直升机旋翼系统的阻尼要求，便于加工，成本低，安装空间小，具有过载限位能力。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是图1的右视图，即从右外板的板面看的视图。
图3为图2的A-A剖视图。
具体实施方式
下面对本发明做进一步详细说明。参见图1、图2和图3，一种直升机旋翼板式阻尼器，包括五块刚性板和位于五块刚性板之间的四层橡胶板50，五块刚性板从左到右分别是：左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b、右外板40b，左外板40a、正中板20和右外板40b三板重叠，左次中板30a和右次中板30b两板重叠，左外板40a、正中板20和右外板40b的板身与左次中板30a和右次中板30b的板身重叠，左外板40a、正中板20和右外板40b的板头位于板身的下部，左次中板30a和右次中板30b的板头位于板身的上部，四层橡胶板50分别位于左外板40a与左次中板30a的板身、左次中板30a与正中板20的板身、正中板20与右次中板30b的板身和右次中板30b与右外板40b的板身之间，每层橡胶板50分别与两侧的刚性板的板身硫化连接为整体；其特征在于：
（1）所说的五块刚性板是相互平行的平板，五块刚性板板身部分的板面形状是尺寸相同的矩形，左外板40a和右外板40b的厚度相同，左次中板30a、正中板20和右次中板30b的厚度相同；四层橡胶板50的厚度相同；由左外板40a、正中板20、右外板40b的板头共同构成阻尼器的下连接端，由左次中板30a和右次中板30b的板头共同构成阻尼器的上连接端；在由左外板40a、正中板20、右外板40b的板头上各有3个下连接端销孔41，位置对应的下连接端销孔41同轴；在左次中板30a和右次中板30b的板头各有3个上连接端销孔31，位置对应的上连接端销孔31同轴；
（2）在五块刚性板的板身中心有上下伸展的、贯通板身的长槽80，在四层橡胶板50上与上述长槽80对应的位置也有尺寸相同的、贯通橡胶板50的长槽80；有一个由左压板60a、右压板60b和两个压紧螺栓组件70组成的压紧限位机构；左压板60a和右压板60b的结构形同，左压板60a压在左外板40a的外表面，右压板60b压在右外板40b的外表面，在左压板60a和右压板60b的板面上各有两个螺栓孔，压紧螺栓组件70中的螺栓穿过五块刚性板板身的长槽80和四层橡胶板50上的长槽后与压紧螺栓组件70中的螺母结合，将五块刚性板和四层橡胶板50压紧；左压板60a和左外板40a之间有限位机构，右压板60b和右外板40b之间有限位机构。
所说的橡胶板50的材料为阻尼硅橡胶。
所说的五块刚性板的材质为不锈钢、铝合金、钛合金、刚性复合材料或硬质塑料。
所说的左压板60a和左外板40a之间的限位机构与右压板60b和右外板40b之间的限位机构结构相同，其结构为下述结构之一：
（1）该限位机构为限位螺钉，该限位螺钉拧进左外板40a或者右外板40b上的螺纹孔内，将左压板60a或者右压板60b固定；
（2）该限位机构为限位挡块，该限位挡块固定在左外板40a或者右外板40b的外表面，该限位挡块的限位面与左压板60a或者右压板60b边缘的限位面贴合；
（3）在左外板40a或者右外板40b的外表面上有轮廓与左压板60a或者右压板60b的轮廓相同的限位槽，左压板60a或者右压板60b嵌入上述限位槽内。
本发明的工作原理是：直升机旋翼板式阻尼器的上连接端和下连接端分别与直升机的桨叶和桨毂连接。桨叶与桨毂之间的振动引起阻尼器的两端上下相对运动，从而带动阻尼器中四层橡胶块产生上下剪切变形。由于橡胶块具有粘弹性，其剪切变形使橡胶内部产生内摩擦引起内耗，所以阻尼器可将桨叶与桨毂之间的机械振动能转化为橡胶的耗散热能。
实施例一
左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b为钛合金材质平板，在左外板40a的对应于左压板60a四个角的外表面上加工有四个螺纹孔，在右外板40b的对应于右压板60b四个角的外表面上加工有四个螺纹孔。
橡胶板50材料采用高阻尼硅橡胶。
左压板60a和右压板60b的材料可以采用与刚性板相同的材料，在左压板60a四个角对应于左外板40a外表面的四个螺纹孔有四个通孔，在右压板60b四个角对应于右外板40b外表面的四个螺纹孔有四个通孔。
通过模具保证左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b两两之间相互间距平行分布，然后在加热压力硫化机中将在左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b两两之间填充的阻尼硅橡胶与钛合金板粘接硫化成一体。在硫化成型过程中，在左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b的中间有模芯，在阻尼器硫化过程中模芯在限位孔80定位可以使橡胶层相应形成通孔80。
成型后的阻尼器，分别用螺钉将左压板60a和右压板60b固定在左外板40a和右外板40b外表面，采用压紧螺栓组件70通过限位孔80，拧紧压紧螺栓组件70保证左外板40a和右外板40b平行。这样可以实现过载限位作用。
在钛合金板的端侧的安装孔31和41，通过连接装置可分别与桨叶和桨毂中央件连接。当直升机在地面起飞或在空中飞行时，桨叶与桨毂之间会发生振动，这时阻尼器可以起到减振的作用，避免直升机发生地面共振或空中共振。
实施例二
左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b为不锈钢材质平板，在左外板40a和右外板40b的外表面中间分别加工有限位槽。
橡胶板50材料采用高阻尼硅橡胶。
左压板60a和右压板60b的材料可以采用与刚性板相同的材料，在左压板60a与左外板40a的贴合面上和右压板60b与右外板40b的贴合面上均相应加工有与限位槽贴合的凸台。
通过模具保证左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b两两之间相互间距平行分布，然后在加热压力硫化机中将在左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b两两之间填充的阻尼硅橡胶与不锈钢平板粘接硫化成一体。在硫化成型过程中，在左外板40a、左次中板30a、正中板20、右次中板30b和右外板40b的中间有模芯，在阻尼器硫化过程中模芯在限位孔80定位可以使橡胶层相应形成通孔80。
成型后的阻尼器，分别将左压板60a和右压板60b贴合在左外板40a和右外板40b外表面的限位槽中，然后采用压紧螺栓组件70将左压板60a和右压板60b限定在阻尼器的两侧，拧紧压紧螺栓组件70保证左外板40a和右外板40b平行。这样可以实现过载限位作用。
在不锈钢平板的端侧的安装孔31和41，通过连接装置可分别与桨叶和桨毂中央件连接。当直升机在地面起飞或在空中飞行时，桨叶与桨毂之间会发生振动，这时阻尼器可以起到减振的作用，避免直升机发生地面共振或空中共振。
Claims (4)
1.一种直升机旋翼板式阻尼器，包括五块刚性板和位于五块刚性板之间的四层橡胶板[50]，五块刚性板从左到右分别是：左外板[40a]、左次中板[30a]、正中板[20]、右次中板[30b]、右外板[40b]，左外板[40a]、正中板[20]和右外板[40b]三板重叠，左次中板[30a]和右次中板[30b]两板重叠，左外板[40a]、正中板[20]和右外板[40b]的板身与左次中板[30a]和右次中板[30b]的板身重叠，左外板[40a]、正中板[20]和右外板[40b]的板头位于板身的下部，左次中板[30a]和右次中板[30b]的板头位于板身的上部，四层橡胶板[50]分别位于左外板[40a]与左次中板[30a]的板身、左次中板[30a]与正中板[20]的板身、正中板[20]与右次中板[30b]的板身和右次中板[30b]与右外板[40b]的板身之间，每层橡胶板[50]分别与两侧的刚性板的板身硫化连接为整体；其特征在于：
（1）所说的五块刚性板是相互平行的平板，五块刚性板板身部分的板面形状是尺寸相同的矩形，左外板[40a]和右外板[40b]的厚度相同，左次中板[30a]、正中板[20]和右次中板[30b]的厚度相同；四层橡胶板[50]的厚度相同；由左外板[40a]、正中板[20]、右外板[40b]的板头共同构成阻尼器的下连接端，由左次中板[30a]和右次中板[30b]的板头共同构成阻尼器的上连接端；在由左外板[40a]、正中板[20]、右外板[40b]的板头上各有3个下连接端销孔[41]，位置对应的下连接端销孔[41]同轴；在左次中板[30a]和右次中板[30b]的板头各有3个上连接端销孔[31]，位置对应的上连接端销孔[31]同轴；
（2）在五块刚性板的板身中心有上下伸展的、贯通板身的长槽[80]，在四层橡胶板[50]上与上述长槽[80]对应的位置也有尺寸相同的、贯通橡胶板[50]的长槽[80]；有一个由左压板[60a]、右压板[60b]和两个压紧螺栓组件[70]组成的压紧限位机构；左压板[60a]和右压板[60b]的结构形同，左压板[60a]压在左外板[40a]的外表面，右压板[60b]压在右外板[40b]的外表面，在左压板[60a]和右压板[60b]的板面上各有两个螺栓孔，压紧螺栓组件[70]中的螺栓穿过五块刚性板板身的长槽[80]和四层橡胶板[50]上的长槽[80]后与压紧螺栓组件[70]中的螺母结合，将五块刚性板和四层橡胶板[50]压紧；左压板[60a]和左外板[40a]之间有限位机构，右压板[60b]和右外板[40b]之间有限位机构。
2.根据权利要求1所述的板式阻尼器，其特征在于，所说的橡胶板[50]的材料为阻尼硅橡胶。
3.根据权利要求1或2所述的板式阻尼器，其特征在于，所说的五块刚性板的材质为不锈钢、铝合金、钛合金、刚性复合材料或硬质塑料。
4.根据权利要求1或2所述的板式阻尼器，其特征在于，所说的左压板[60a]和左外板[40a]之间的限位机构与右压板[60b]和右外板[40b]之间的限位机构结构相同，其结构为下述结构之一：
（1）该限位机构为限位螺钉，该限位螺钉拧进左外板[40a]或者右外板[40b]上的螺纹孔内，将左压板[60a]或者右压板[60b]固定；
（2）该限位机构为限位挡块，该限位挡块固定在左外板[40a]或者右外板[40b]的外表面，该限位挡块的限位面与左压板[60a]或者右压板[60b]边缘的限位面贴合；
（3）在左外板[40a]或者右外板[40b]的外表面上有轮廓与左压板[60a]或者右压板[60b]的轮廓相同的限位槽，左压板[60a]或者右压板[60b]嵌入上述限位槽内。
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| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP03 | Change of name, title or address | ||
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: 100095 box 81, Haidian District, Beijing Patentee after: AECC BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS Address before: 100095 mailbox 81, Beijing City Patentee before: AVIC BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS |
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| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20211229 Address after: No. 5 Yongxiang North Road, Haidian District, Beijing 100094 Patentee after: Beijing Aeronautical Materials Research Institute Co.,Ltd. Address before: 100095 box 81, Haidian District, Beijing Patentee before: AECC BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: No. 5 Yongxiang North Road, Haidian District, Beijing 100094 Patentee after: Beijing Aviation Materials Research Institute Co.,Ltd. Address before: No. 5 Yongxiang North Road, Haidian District, Beijing 100094 Patentee before: Beijing Aeronautical Materials Research Institute Co.,Ltd. |