CN107191522B - 液体阻尼器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液体阻尼器，包括中心轴、活动套设于中心轴的外侧的套筒法兰以及波纹管，波纹管的两端分别与套筒法兰、中心轴密封连接形成密封腔，密封腔中设有阻尼液以及在阻尼液的压力下体积可变的囊体。在使用该液体阻尼器进行隔振时，扰振源产生扰动会使套筒法兰与中心轴之间产生相对位移，压缩或拉伸波纹管，阻尼液由于密封腔形变而产生流动，囊体在阻尼液流动时会受压而改变体积，阻尼液与囊体可以配合提供阻尼，消耗能量，对载荷可以起到振动抑制的作用，从而可以较好地抑制振动，对于各频段的隔振性能均有极大提高，为提高航天器的姿态控制精度和加强航天器的安全设计提供有效保证，且结构简单，便于加工。

Description

液体阻尼器

技术领域

本发明涉及航天设备技术领域，特别涉及一种液体阻尼器。

背景技术

目前的航天器都带有大量的光学元件，对指向精度和稳定度均有很高的要求。在现代航天器姿态控制系统中，反作用轮、单框架力矩陀螺和太阳翼驱动机构等是其控制系统中的重要元件，他们在提供必要的控制动力的同时，也会引起一些有害振动，为便于描述，下面将上述三种系统统称为扰振源。扰动力和扰动力矩会降低体太空中精密性仪器的性能指标，因此对航天器有效载荷扰动进行隔振，对航天器的振动抑制，对于提高航天器的姿态控制精度和加强航天器的安全设计有着非常重要的工程意义。

一种典型的隔振装置为液体阻尼器，然而，目前的液体阻尼器的隔振效果难以满足航天器中的元件对隔振的要求。

因此，如何提高液体阻尼器的隔振效果，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种液体阻尼器，隔振效果较好。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液体阻尼器，包括中心轴、活动套设于所述中心轴的外侧的套筒法兰以及波纹管，所述波纹管的两端分别与所述套筒法兰、所述中心轴密封连接形成密封腔，所述密封腔中设有阻尼液以及在阻尼液的压力下体积可变的囊体。

优选地，所述密封腔包括沿所述中心轴的轴向依次设置的至少两个容纳腔和连通于每相邻两个所述容纳腔之间的通道，每个所述容纳腔中均设有一个所述囊体。

优选地，所述容纳腔为两个且分别设于所述中心轴的两个轴向端部，且所述密封腔的轴向截面的形状为工字型。

优选地，所述密封腔为环绕所述中心轴的周向的环状腔体，所述囊体为环绕所述中心轴的周向的环状体。

优选地，所述套筒法兰包括套筒本体和设于所述套筒本体的轴向上中部的法兰部，所述法兰部径向凸出于所述套筒本体的外周面。

优选地，所述法兰部的两侧分别设有一个基座，所述基座对应套设于所述套筒本体与所述中心轴的外侧，且所述基座对应固定连接于所述中心轴。

优选地，所述基座与所述套筒本体之间设有辅助弹簧片，所述辅助弹簧片沿径向延伸。

优选地，所述法兰部在轴向上的两侧均设有所述辅助弹簧片。

优选地，所述套筒本体的外周壁上设有凹槽，每个所述基座均包括沿轴向依次连接的两个基座分部，所述辅助弹簧片的一端夹设于一个基座中的两个基座分部之间，另一端设于凹槽中。

本发明提供的液体阻尼器包括中心轴、活动套设于中心轴的外侧的套筒法兰以及连接于中心轴与套筒法兰之间的波纹管，波纹管的两端分别与套筒法兰、中心轴密封连接形成密封腔，密封腔中设有阻尼液以及在阻尼液的压力下体积可变的囊体。

在使用该液体阻尼器进行隔振时，扰振源可以与套筒法兰相固定，载荷可以与中心轴相固定，扰振源产生扰动会使套筒法兰与中心轴之间产生相对位移，压缩或拉伸波纹管，同时，阻尼液由于密封腔形变而产生流动，囊体在阻尼液流动时会受压而改变体积，阻尼液与囊体可以配合提供阻尼，消耗能量，对载荷可以起到振动抑制的作用。

此种液体阻尼器通过波纹管与囊体的设置，可以较好地抑制振动，对于各频段的隔振性能均有极大提高，为提高航天器的姿态控制精度和加强航天器的安全设计提供有效的保证，且结构简单，便于加工。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明所提供液体阻尼器的剖视图；

图2为本发明所提供液体阻尼器的应用示意图。

图1和图2中，1为基座，2为中心轴，3为套筒法兰，31为法兰部，32为套筒本体，4为辅助弹簧片，5为波纹管，6为囊体，7为扰振源，8为载荷。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的核心是提供一种液体阻尼器，隔振效果较好。

请参考图1和图2，图1为本发明所提供液体阻尼器的剖视图；图2为本发明所提供液体阻尼器的应用示意图。

本发明所提供液体阻尼器的一种具体实施例中，包括中心轴2、活动套设在中心轴2的外侧的套筒法兰3以及波纹管5，波纹管5的两端分别与套筒法兰3、中心轴2密封连接形成密封腔，密封腔中设有阻尼液以及在阻尼液的压力下体积可变的囊体6，其中，囊体6具体可以为气球或者其他任何被阻尼液包裹的体积可变的机构。中心轴2上可以设置注油孔以及油孔螺钉，以向密封腔内放置阻尼液。

需要说明的是，如无特殊说明，本申请中的轴向、周向、径向均以中心轴的轴向为基准。

在使用该液体阻尼器进行隔振时，扰振源7可以与套筒法兰3相固定，载荷8可以与中心轴2相固定，扰振源7产生扰动会使套筒法兰3与中心轴2之间产生相对位移，压缩或拉伸波纹管5，同时，阻尼液由于密封腔形变而产生流动，囊体6在阻尼液流动时会受压而改变体积，阻尼液与囊体6可以配合提供阻尼，消耗能量，对载荷8可以起到振动抑制的作用。

此种液体阻尼器通过波纹管5与囊体6的设置，可以较好地抑制振动，对于各频段的隔振性能均有极大提高，为提高航天器的姿态控制精度和加强航天器的安全设计提供有效的保证，且结构简单，便于加工。

上述实施例中，密封腔具体可以包括沿中心轴2的轴向依次设置的至少两个容纳腔和连通于每相邻两个容纳腔之间的通道，每个容纳腔中均设有一个囊体6。不同容纳腔之间的阻尼液可以通过通道流动。由于套筒法兰3与中心轴2之间的相对位移是沿着中心轴2的轴向的，至少两个容纳腔以及对应囊体6的设置，可以保证隔振的可靠性。

上述各个实施例中，容纳腔具体可以为两个且分别设置在中心轴2的两个轴向端部，且密封腔的轴向截面的形状为工字形，其中，连接在两个容纳腔之间的通道的径向尺寸可以设置为较小值，以防止囊体6从一个容纳腔移动到另一个容纳腔。将容纳腔设置在中心轴2的轴向端部，在保证隔振效果的同时，可以进一步简化加工。

其中，密封腔的轴向截面的形状为工字型可以通过中心轴2与套筒本体32的形状设置实现。中心轴2的轴向截面可以为工字型，套筒本体32的轴向截面也为工字型，且在轴向上，套筒本体32位于中心轴2的内侧，从而可以形成工字型截面的密封腔。

上述各个实施例中，密封腔可以为环绕中心轴2的周向的环状腔体，囊体6可以为环绕中心轴2的周向的环状体，以便于保证囊体6在密封腔中的稳定放置，保证密封腔在周向上各处均可提供可靠的隔振能力。

上述各个实施例中，套筒法兰3具体可以包括套筒本体32和设置在套筒本体32的轴向上中部的法兰部31，法兰部31径向凸出于套筒本体32的外周面。在套筒法兰3与扰振源7连接时，可以将扰振源7连接在套筒法兰3的中部的法兰部31上，便于保证扰振源7与套筒法兰3连接的稳定性。

上述各个实施例中，法兰部31的两侧可以分别设有一个基座1，基座1对应套设于套筒本体32与中心轴2的外侧，且基座1对应固定连接于中心轴2。基座1可以对套筒法兰3、中心轴2进行保护。在使用时，载荷8可以对应连接在基座1上，进而可以实现与中心轴2的连接。

上述各个实施例中，基座1与套筒本体32之间可以设置辅助弹簧片4，且辅助弹簧片4沿径向延伸。辅助弹簧片4的设置可以提高该液体阻尼器的横向刚度，降低共振的可能性。任何可以提高横向刚度的连在内外之间的结构都可以视为辅助弹簧片4。

上述各个实施例中，法兰部31在轴向上的两侧可以均设有辅助弹簧片4，优选地，在法兰部31轴向上的两侧可以对称分布辅助弹簧片4，以进一步提高横向刚度。

上述各个实施例中，套筒本体32的外周壁上可以设有凹槽，每个基座1均包括沿轴向依次连接的两个基座分部，辅助弹簧片4的一端夹设于一个基座1中的两个基座分部之间，另一端设于凹槽中，便于辅助弹簧片4的安装操作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本发明所提供的液体阻尼器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种液体阻尼器，其特征在于，包括中心轴(2)、活动套设于所述中心轴(2)的外侧的套筒法兰(3)以及连接于所述中心轴(2)与所述套筒法兰(3)之间的波纹管(5)，所述波纹管(5)的两端分别与所述套筒法兰(3)、所述中心轴(2)密封连接形成密封腔，所述密封腔中设有阻尼液以及在阻尼液的压力下体积可变的囊体(6)。

2.根据权利要求1所述的液体阻尼器，其特征在于，所述密封腔包括沿所述中心轴(2)的轴向依次设置的至少两个容纳腔和连通于每相邻两个所述容纳腔之间的通道，每个所述容纳腔中均设有一个所述囊体(6)。

3.根据权利要求2所述的液体阻尼器，其特征在于，所述容纳腔为两个且分别设于所述中心轴(2)的两个轴向端部，且所述密封腔的轴向截面的形状为工字型。

4.根据权利要求3所述的液体阻尼器，其特征在于，所述密封腔为环绕所述中心轴(2)的周向的环状腔体，所述囊体(6)为环绕所述中心轴(2)的周向的环状体。

5.根据权利要求3所述的液体阻尼器，其特征在于，所述套筒法兰(3)包括套筒本体(32)和设于所述套筒本体(32)的轴向上中部的法兰部(31)，所述法兰部(31)径向凸出于所述套筒本体(32)的外周面。

6.根据权利要求5所述的液体阻尼器，其特征在于，所述法兰部(31)的两侧分别设有一个基座(1)，所述基座(1)对应套设于所述套筒本体(32)与所述中心轴(2)的外侧，且所述基座(1)对应固定连接于所述中心轴(2)。

7.根据权利要求6所述的液体阻尼器，其特征在于，所述基座(1)与所述套筒本体(32)之间设有辅助弹簧片(4)，所述辅助弹簧片(4)沿径向延伸。

8.根据权利要求7所述的液体阻尼器，其特征在于，所述法兰部(31)在轴向上的两侧均设有所述辅助弹簧片(4)。

9.根据权利要求8所述的液体阻尼器，其特征在于，所述套筒本体(32)的外周壁上设有凹槽，每个所述基座(1)均包括沿轴向依次连接的两个基座分部，所述辅助弹簧片(4)的一端夹设于一个所述基座(1)中的两个所述基座分部之间，另一端设于所述凹槽中。