CN104696411A - 一种定频式空气阻尼隔振器 - Google Patents

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苏尔敦
林雯
陈永辉
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AVIC Aircraft Strength Research Institute
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/02—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum
    • F16F9/04—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall
    • F16F9/0454—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium using gas only or vacuum in a chamber with a flexible wall characterised by the assembling method or by the mounting arrangement, e.g. mounting of the membrane

Abstract

本发明提供一种定频式空气阻尼隔振器，为隔振系统提供较好的隔振性能、抗过载能力和自缓冲性能。技术方案包括安装芯1、橡胶套圈2、卡环3、橡胶气囊4、上盖5、圆锥弹簧6、弹簧定位盖7、外壳8、底板9以及四个平头铆钉10；安装芯1贯穿上盖5后，将圆锥弹簧6、弹簧定位座7封装在橡胶气囊4内，安装芯1和上盖5通过卡环3固定；橡胶气囊4设置在外壳8内部，橡胶套圈2套装在外壳8顶端的圆孔上，底板9通过四个平头铆钉10与外壳8底部连接。

Description

一种定频式空气阻尼隔振器
技术领域
本发明属于一种设备隔振缓冲的装置，涉及航空、航天领域机载设备的隔振安装，特别是具有强冲击及较大过载动力学环境下设备的隔振安装。 
背景技术
机载动力学环境下的各种电磁、计算设备所承受的振动、冲击载荷常具有一定的非线性特性，而一般由橡胶或者其他聚合物材料、金属丝网或者纤维材料制成的弹性元件具有较强的动态非线性特性，但这种非线性特性难以用解析方法进行分析，因此设计者常忽略这种非线性，而采用线性方法分析，这使得一般隔振装置在过载、强冲击或其他非线性动力学环境下的性能较差，甚至不能满足使用要求。 
发明内容
发明目的：提供一种定频式空气阻尼隔振器，为隔振系统提供较好的隔振性能、抗过载能力和自缓冲性能。 
技术方案：一种定频式空气阻尼隔振器，为轴对称结构，包括安装芯1、橡胶套圈2、卡环3、橡胶气囊4、上盖5、圆锥弹簧6、弹簧定位盖7、外壳8、底板9以及四个平头铆钉10；安装芯1贯穿上盖5后，将圆锥弹簧6、弹簧定位座7封装在橡胶气囊4内，安装芯1和上盖5通过卡环3固定；橡胶气囊4设置在外壳8内部，橡胶套圈2套装在外壳8顶端的圆孔上，底板9通过四个平头铆钉10与外壳8底部连接。 
有益效果： 
1、对于高机动飞行的飞行器，安装于其上的电子、计算设备的隔振安装要考虑到大过载对机载设备性能的影响，而本发明隔振器利用圆锥弹簧的变刚度特性可使安装系统刚度随过载的增大而增大，从而保证设备在大机动过载作用下，仍能保持较好的隔振效率。 
2、本发明隔振器采用小孔阻尼结构来提供阻尼作用，工作过程中，振动产生的机械能转化为空气等流体产生的热能而耗散，与橡胶、金属丝网等耗能材料相比，这种阻尼机理不会因生热而对结构件产生影响，从而具有较长的使用寿命； 
3、隔振器的刚度与阻尼是其最主要的两个参数，一般由橡胶或者其他聚合物材料、金属丝网或者纤维材料制成的，弹性元件的刚度特性与阻尼特性都受元件结构几何参数的影响，二者不能独立设计，而本发明隔振器的刚度元件（圆锥形螺旋弹簧）和阻尼元件（小孔阻尼结构）相对独立，因此可分别进行设计实现隔振性能的优化。 
4、本发明隔振器的非线性刚度和非线性阻尼也可为机载设备及其安装系统提供较好的缓冲性能，并对隔振系统中的波效应起到较好的抑制效果。 
附图说明
图1为本发明剖面视图； 
图2为本发明结构示意图； 
图3为本发明俯视图。 
其中，1-安装芯，2-橡胶套圈，3-卡环，4-橡胶气囊，5-上盖、 6-圆锥弹簧、7-弹簧定位盖、8-外壳、9-底板、10-空心铆钉。 
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图3。 
一种定频式空气阻尼隔振器，为轴对称结构，包括安装芯1、橡胶套圈2、卡环3、橡胶气囊4、上盖5、圆锥弹簧6、弹簧定位盖7、外壳8、底板9以及四个平头铆钉10等13个部件。安装芯1贯穿上盖5后，将圆锥弹簧6、弹簧定位座7封装在橡胶气囊4内，安装芯1和上盖5通过卡环3固定；橡胶气囊4设置在外壳8内部，橡胶套圈2套装在外壳8顶端的圆孔上，底板9通过四个平头铆钉10与外壳8底部连接。 
所述安装芯1上部为外六角内圆孔的柱形结构，底部为带有一毫米级小孔的圆形盖板结构，盖板直径约为柱体截面直径的三倍，盖板径向2倍直径处向下弯曲后又向外平延；盖板与柱体之间设置有一段外径略小于六方柱体的圆柱段11，柱体下端穿过盖板部分设置有一高5-6mm、直径约6mm的圆台，用于安装芯1与圆锥弹簧6的定位配合； 
所述安装芯1顶部圆孔设置有长度深及盖板上端面的细牙内螺纹结构，用于本发明隔振器与机载设备的连接； 
所述橡胶套圈2为一定厚度的环形橡胶圈，在橡胶圈外圆端面设置一定深度的环形槽，用于橡胶套圈2在外壳8上端的固定；该橡胶圈由耐高温、耐老化性能好的氟基橡胶在一定工艺条件下硫化而成。 
所述卡环3是一开口的金属圆环，开口尺寸约为3mm，将卡环3设置在安装芯1的圆柱段11处与上盖5之间，卡环3被卡紧后，其外径大于上盖5的中心孔径，从而将上盖5及其下端的橡胶气囊4与安装芯1固定连接； 
所述橡胶气囊4为一鼓型气囊结构，上端开圆口，并在上端内圆侧壁设置有一定深度的圆槽，内侧底部设置有一定深度的圆形凹槽，用于弹簧定位盖7的固定；该橡胶气囊4也是由耐高温、抗老化性能较好的氟基橡胶在一定工艺条件下硫化制成。 
所述上盖5为截面直径与橡胶气囊4上端面相当的圆形盖，其中心设置有一内六方孔，用于把安装芯1穿过后将气囊组件的封装； 
所述圆锥弹簧6为一标准等节距圆锥形等截面圆柱螺旋弹簧，可为本发明隔振装置提供硬弹簧刚度特性； 
所述弹簧定位盖7设置在橡胶气囊4底部的圆形凹槽12内，圆锥弹簧6底端截面直径相当于圆形凹槽12的内径，将圆形弹簧6设置在圆形凹槽12的内部。 
所述外壳8与地板9底部四角都设置有圆形通孔，并利用空心铆钉将二者连接； 
所述底板9中心位置设置有一圆孔，橡胶气囊4底部设置有一与之尺寸相当的圆形凸台，用于橡胶气囊4的定位； 
所述底板9中心两侧8mm处对称设置有两个圆孔，以满足该隔振器的通气性设计。 
该发明隔振器用内外腔体等金属结构将橡胶层包裹，即使橡 胶撕裂或脱落后，内腔体与外壳体仍能可靠连接，以保障动力装置的安装可靠性，属于一种有效的安全保护措施； 
具体安装步骤如下： 
1、将弹簧定位盖7设置于橡胶气囊4底部的圆形凹槽12内，再将圆锥弹簧6直径较大一端放置在弹簧定位盖7内； 
2、将安装芯1的下端的圆台嵌入圆锥弹簧6上端的中间孔内，再将安装芯1的圆盖板嵌入橡胶气囊4上端的圆形槽内，橡胶气囊4与安装芯1形成密闭式空腔结构，该空腔结构通过圆盖板上的小孔与外界连通； 
3、将上盖5通过中心孔从安装芯1顶部穿过至其盖板顶部，使中心孔与安装芯1的柱体根部配合后，暴露在上盖5顶部为安装芯1上的圆柱段11，再将卡环3套至圆柱段11处，并用钳子捏紧后，卡环将上盖5及橡胶气囊4等组件完全封装； 
4、将硫化后的橡胶套圈2套装至外壳8上，再将橡胶气囊4和安装芯1组成的组件装填至外壳8内，上盖5顶部与橡胶套圈2底部相接触后，安装芯1高出橡胶套圈顶部约12mm，橡胶气囊4底部与外壳8底部平齐； 
5、再将底板9通过四角的四个圆孔与外壳8相配合，并将橡胶气囊4底部的圆形凸台与底板9中心的圆孔相配合，使整个橡胶气囊组件定位安装； 
6、用空心铆钉10通过四角的圆孔依次铆接底板9与外壳8； 
7、完成装配。 

Claims (10)

1.一种定频式空气阻尼隔振器，为轴对称结构，其特征在于，包括安装芯[1]、橡胶套圈[2]、卡环[3]、橡胶气囊[4]、上盖[5]、圆锥弹簧[6]、弹簧定位盖[7]、外壳[8]、底板[9]以及四个平头铆钉[10]；安装芯[1]贯穿上盖[5]后，将圆锥弹簧[6]、弹簧定位座[7]封装在橡胶气囊[4]内，安装芯[1]和上盖[5]通过卡环[3]固定；橡胶气囊[4]设置在外壳[8]内部，橡胶套圈[2]套装在外壳[8]顶端的圆孔上，底板[9]通过四个平头铆钉[10[与外壳[8]底部连接。
2.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述安装芯[1]上部为外六角内圆孔的柱形结构，底部为带有毫米级小孔的圆形盖板结构，盖板直径为柱体截面直径的3倍，盖板在径向2倍于柱体截面直径处向下弯曲后又向外平延；盖板与柱体之间设置有一段外径略小于柱体的圆柱段[11]，柱体下端穿过盖板的部分设置有一高5-6mm、直径6mm的圆台，与圆锥弹簧[6]定位配合。
3.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述安装芯[1]顶部圆孔内部配钻长度深及盖板上端面的细牙螺纹，通过螺栓与机载设备螺接。
4.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述橡胶套圈[2]为一定厚度的环形橡胶圈，在环形橡胶圈外圆端面设置有一定深度的环形槽，外壳[8]上端固定在所述环形槽内。
5.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述卡环[3]是一开口圆环，开口大小为3mm，将卡环[3]设置在安装芯[1]的圆柱段[11]处与上盖[5]之间，卡环[3]被卡紧后，将上盖[5]及其下端的橡胶气囊[4]与安装芯[1]固定连接。
6.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述橡胶气囊[4]为一鼓型气囊结构，上端开圆口，并在上端内圆侧壁设置有一定深度的圆槽，橡胶气囊[4]内侧底部设置有一定深度的圆形凹槽，弹簧定位盖[7]固定在所述圆形凹槽内。
7.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述上盖[5]为截面直径与橡胶气囊[4]上端面相当的圆形盖。
8.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述圆锥弹簧[6]为一标准等节距圆锥形等截面螺旋弹簧；圆锥弹簧[6]底端截面直径与圆形凹槽[12]的内径相当，将圆形弹簧[6]设置在弹簧定位盖的内部。
9.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述外壳[8]与地板[9]底部四角都设置有圆形通孔，并用空心铆钉连接；所述底板[9]中心两侧8mm处对称设置有两个圆孔。
10.根据权利要求1所述的一种定频式空气阻尼隔振器，其特征在于，所述底板[9]中心位置设置有一圆孔，橡胶气囊[4]底部设置有一与之尺寸相当的圆形凸台，所述圆形凸台伸入底板[9]中心位置的圆孔定位。
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