CN104879414A - 一种粘弹性阻尼桁架隔振器 - Google Patents

Abstract

一种粘弹性阻尼桁架隔振器，包括上安装座(1)、球形垫片(2)、弹簧(3)、球形座(4)、内筒(5)、外筒(6)、阻尼胶层(7)、限位螺栓(8)、限位挡圈(9)、限位螺母(10)、端盖(11)、下安装座(12)，其中，内筒(5)、外筒(6)分离且在两者注入阻尼胶，允许内筒(5)、外筒(6)相对位移，又通过限位螺栓(8)保证内筒(5)、外筒(6)的相对位移限定在合理的范围内，实现阻尼桁架支撑与隔振。本发明隔振器与现有技术相比，通过弹簧(3)与阻尼胶层(7)的变形进行缓冲，有效避免了振动的耦合，减弱振动对桁架结构支撑结构的影响，同时，由多个独立部件组成，加工简单、装配方便，适用性广。

Description

一种粘弹性阻尼桁架隔振器

技术领域

本发明属于航天光学遥感器技术领域，涉及一种航天光学相机、遥感器主体结构的支撑装置，特别是一种粘弹性阻尼桁架隔振器。

背景技术

目前，卫星、探空探测器、空间站等大型航天器及其结构都向轻型化方向发展，中国航天器的主承力结构主要采用中心承力筒，而中心承力筒结构并不能适应航天器结构逐步复杂化、轻量化、柔性化、大型化的发展方向。国外航天器的主承力结构除了中心承力筒外还采用桁架结构，桁架结构主要应用对象包括柔性太阳帆板，大型天线结构等。一体化的桁架支撑结构往往采用整体铸造、局部加工的方法，存在加工周期长、成本高、难度较大的问题。一体化的桁架支撑结构是对其他部件起支撑的作用，由于其不能消除振动带来的影响，所以需要有较高的刚度与强度，而这也增加了一体化桁架结构的重量。因此，一体化的桁架结构由于自身的局限性，并不能很好的适应于大型航天器的骨架结构，也不能满足未来大型航天器的发展要求。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种简便灵活、能够进行结构调节的粘弹性阻尼桁架隔振器。

本发明的技术解决方案是：一种粘弹性阻尼桁架隔振器，包括上安装座、球形垫片、弹簧、球形座、内筒、外筒、阻尼胶层、限位螺栓、限位挡圈、限位螺母、端盖、下安装座，其中，

上安装座与桁架固定连接，弹簧为中空的圆柱结构，一端侧壁开有细缝，球形座为两端面为半球形凹槽的法兰盘，两个半球形凹槽共轴且半径与球形垫片的半径相等，球形座一端与上安装座通过球形垫片固定连接，内筒一端为设有伸出轴的法兰盘，另一端外侧开有注胶用的环形沟槽，伸出轴通过球形垫片与球形座另一端连接，该端的法兰盘与弹簧外壁开有细缝的一端固定连接，外筒两端为法兰盘，侧壁设有注胶圆孔，一端侧壁上的注胶圆孔分别与内筒的环形沟槽对应并通过阻尼胶层固定连接，靠近注胶圆孔的法兰盘与弹簧的另一端连接，限位螺栓为一端为伸出轴的法兰盘，法兰盘与内筒外侧开有环形沟槽的另一端连接，限位挡圈为中间设有圆形通孔的圆柱结构，圆形通孔的两端均设有凹槽，一端凹槽通过阻尼胶层与限位螺栓伸出轴连接，限位螺母与限位挡圈另一端凹槽通过阻尼胶层连接，限位螺母还与限位螺栓伸出轴固定连接，端盖一端与外筒另一端的法兰盘固定连接，下安装座伸出轴与端盖另一端固定连接；当桁架受到轴向载荷时，通过内筒外筒相对运动、弹簧外壁上的细缝发生形变及阻尼胶层，吸收轴向载荷产生的力，实现隔振。

所述的上安装座为包括三个四边形面、两个三角形面的五面体，两个四边形面上有圆形通孔，一个有圆形通孔的四边形面与桁架轴向的角度为[40°,60°]。

所述的上安装座中一个有圆形通孔的四边形面与阻尼桁架轴向的角度为50°。

所述的弹簧一端侧壁有五行不连续的细缝，每行细缝间隔5mm，另一端侧壁设有六个减轻槽。

所述的内筒中的环形沟槽有16-20个。

所述的内筒中的环形沟槽有18个。

所述的限位螺栓与限位挡圈的表面间距为0.2mm，限位螺母与限位挡圈的表面间距为0.2mm，保证限位螺母与限位螺栓的表面间距为0.2mm。

所述的端盖中间设有螺纹孔，螺纹孔四周设有六个减轻槽。

本发明与现有技术相比的优点在于：

(1)本发明隔振器与现有的一体化支撑结构相比，桁架受到轴向载荷时，通过弹簧与阻尼胶层的变形进行缓冲，有效避免了振动的耦合，减弱振动对桁架结构支撑结构的影响；

(2)本发明隔振器与现有的一体化的支撑结构相比，由多个独立部件组成，加工简单、装配方便；

(3)本发明隔振器与现有的一体化的支撑结构相比，不仅结构简单易于拆装，而且体积重量更小，为航天器其他部件的设计提供了更大的空间。

附图说明

图1为本发明粘弹性阻尼桁架隔振器结构剖面图；

图2为本发明粘弹性阻尼桁架隔振器示意图；

图3为本发明粘弹性阻尼桁架隔振器弹簧示意图；

图4为粘弹性阻尼桁架隔振器内筒示意图；

图5为粘弹性阻尼桁架隔振器外筒示意图。

具体实施方式

本发明提出一种粘弹性阻尼桁架隔振器，在航天器桁架结构中加入弹簧与阻尼胶层，实现了减震、支撑作用，与现有一体化支撑结构相比，减轻了支撑结构的重量，提高了抗振力学性能。

一种粘弹性阻尼桁架隔振器如图1、图2所示，包括上安装座1、球形垫片2、弹簧3、球形座4、内筒5、外筒6、阻尼胶层7、限位螺栓8、限位挡圈9、限位螺母10、端盖11、下安装座12，其中，内筒5、外筒6、弹簧3、阻尼胶层7是该粘弹性阻尼桁架隔振器的核心组成部分。

上安装座1为五面体，包括三个四边形面，两个三角形面，其中，两个四边形面上有圆形通孔，一个有圆形通孔的四边形面设有四个螺纹孔(M4)且与阻尼桁架轴向的角度取值范围为[40°，60°]，最好取50°。球形垫片2直径为30mm。如图3所示弹簧3为中空的圆柱，侧壁上部开有五行细缝(每行细缝间隔5mm)，每行有不相连的八条细缝且每条细缝两头均开有两个圆孔；侧壁下部开有六个减轻槽。球形座4为两面为半球形凹槽的法兰盘，两个半球形凹槽共轴且其半径与球形垫片2半径相同。如图4所示内筒5为圆筒形结构，在圆筒外侧下部开有螺纹及注胶用的环形沟槽(一般设有16-20个环形沟槽，最好设有18个)，上部设有法兰盘，法兰盘另一端设有伸出轴。如图5所示外筒6为上下部均为法兰盘的圆筒形结构，内外侧均为光滑圆柱壁，侧壁上部设有多列均匀布置的注胶孔(每列有4个注胶孔)，每列圆孔位置分别与内筒5的环形沟槽对应，侧壁下部设有四个圆孔作为注胶孔。限位螺栓8为一端为圆柱结构伸出轴的法兰盘，伸出轴外侧均设有螺纹。限位挡圈9为中间设有圆形通孔的圆柱结构，中间圆形通孔两端均设有凹槽，中间圆形通孔四周还均匀布置四个圆形通孔。限位螺母10为一端为螺母结构的法兰盘。端盖11为中间设有螺纹孔的法兰盘，且螺纹孔四周均匀布置六个减轻槽。下安装座12与限位螺栓8类似，为一端为圆柱结构伸出轴的法兰盘，伸出轴外侧均设有螺纹。

将1个球形垫片2、1个球形座4、另一个球形垫片2、标准件依次套入内筒5上部的伸出轴，然后将球形座4与上安装座1使用螺钉连接，弹簧3一端连接至内筒上部的法兰盘，弹簧3另一端连接至外筒6上部的法兰盘，从外筒6上部的注胶孔注入阻尼胶直至注满环形沟槽且固化，将限位螺栓8的法兰盘与内筒5下部连接，限位螺栓8的伸出轴依次套入限位挡圈9、限位螺母10，从外筒6下部的注胶孔注入阻尼胶直至注满限位挡圈9两端的凹槽且固化，形成阻尼胶层7，标准件套入下安装座12的伸出轴后，将下安装座12轴拧入端盖11中间的螺纹孔，最后将端盖11与外筒6下部法兰盘连接，完成隔振器组装。当桁架受到轴向载荷时，弹簧3发生弹性形变，阻尼胶层7发生剪切形变，吸收轴向载荷产生的力，实现桁架隔振。

其中，限位螺栓8与限位挡圈9的表面间距为0.2mm，限位螺母10与限位挡圈9的表面间距为0.2mm，保证限位螺母10与限位螺栓8的表面间距为0.2mm。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (8)

1.一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于包括上安装座(1)、球形垫片(2)、弹簧(3)、球形座(4)、内筒(5)、外筒(6)、阻尼胶层(7)、限位螺栓(8)、限位挡圈(9)、限位螺母(10)、端盖(11)、下安装座(12)，其中，

上安装座(1)与桁架固定连接，弹簧(3)为中空的圆柱结构，一端侧壁开有细缝，球形座(4)为两端面为半球形凹槽的法兰盘，两个半球形凹槽共轴且半径与球形垫片(2)的半径相等，球形座(4)一端与上安装座(1)通过球形垫片(2)固定连接，内筒(5)一端为设有伸出轴的法兰盘，另一端外侧开有注胶用的环形沟槽，伸出轴通过球形垫片(2)与球形座(4)另一端连接，该端的法兰盘与弹簧(3)外壁开有细缝的一端固定连接，外筒(6)两端为法兰盘，侧壁设有注胶圆孔，一端侧壁上的注胶圆孔分别与内筒(5)的环形沟槽对应并通过阻尼胶层(7)固定连接，靠近注胶圆孔的法兰盘与弹簧(3)的另一端连接，限位螺栓(8)为一端为伸出轴的法兰盘，法兰盘与内筒(5)外侧开有环形沟槽的另一端连接，限位挡圈(9)为中间设有圆形通孔的圆柱结构，圆形通孔的两端均设有凹槽，一端凹槽通过阻尼胶层(7)与限位螺栓(8)伸出轴连接，限位螺母(10)与限位挡圈(9)另一端凹槽通过阻尼胶层(7)连接，限位螺母(10)还与限位螺栓(8)伸出轴固定连接，端盖(11)一端与外筒(6)另一端的法兰盘固定连接，下安装座(12)伸出轴与端盖(11)另一端固定连接；当桁架受到轴向载荷时，通过内筒(5)外筒(6)相对运动、弹簧(3)外壁上的细缝发生形变及阻尼胶层(7)吸收轴向载荷产生的力，实现隔振。

2.根据权利要求1所述的一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于：所述的上安装座(1)为包括三个四边形面、两个三角形面的五面体，两个四边形面上有圆形通孔，一个有圆形通孔的四边形面与桁架轴向的角度为[40°,60°]。

3.根据权利要求2所述的一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于：所述的上安装座(1)中一个有圆形通孔的四边形面与桁架轴向的角度为50°。

4.根据权利要求1或2所述的一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于：所述的弹簧(3)一端侧壁有五行不连续的细缝，每行细缝间隔5mm，另一端侧壁设有六个减轻槽。

5.根据权利要求1或2所述的一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于：所述的内筒(5)中的环形沟槽有16-20个。

6.根据权利要求5所述的一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于：所述的内筒(5)中的环形沟槽有18个。

7.根据权利要求1或2所述的一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于：所述的限位螺栓(8)与限位挡圈(9)的表面间距为0.2mm，限位螺母(10)与限位挡圈(9)的表面间距为0.2mm，保证限位螺母(10)与限位螺栓(8)的表面间距为0.2mm。

8.根据权利要求1或2所述的一种粘弹性阻尼桁架隔振器，其特征在于：所述的端盖(11)中间设有螺纹孔，螺纹孔四周设有六个减轻槽。