CN109826906A - 一种直线整体式制冷机的柱簧减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种直线整体式制冷机的柱簧减振器，可解决直线整体式制冷机轴向振动较大问题。包括柱簧减振器组件，所述柱簧减振器组件通过连接杆与制冷机尾部连接；所述柱簧减振器组件包括分别固定在连接杆上的质量环、前挡板和后挡板，所述质量环设置在前挡板和后挡板之间的位置，所述质量环与前挡板和后挡板之间分别设置压缩弹簧，所述压缩弹簧为第一圆柱压缩弹簧和第二圆柱压缩弹簧。本发明采用了圆柱压缩弹簧配以一定质量的质量环的结构形式，首先，降低了制冷机轴向振动输出。其次，结构简单、紧凑及成本低。再次，质量环预留螺纹孔，实现质量可调；最后，柱簧刚度可变，实现了柱簧减振器固有频率可调。
Description
技术领域
本发明涉及制冷机、振动力学领域，具体涉及一种直线整体式制冷机的柱簧减振器。
背景技术
直线整体式制冷机具有冷量大、效率高、体积重量小、可靠性高等优点，在于军、民及航天红探测领域具有广泛的应用前景。由于直线整体式制冷机压缩机多采用单活塞的结构特点，决定了其在活塞往复运动过程造成轴向振动较大的问题，振动问题是制约直线制冷机应用和发展的最大瓶颈，导致制冷机无法满足当前航天红外焦平面、冷光学镜头及锗探测器冷却对振动指标的技术要求。
发明内容
本发明提出的一种直线整体式制冷机的柱簧减振器，可解决直线整体式制冷机轴向振动较大问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种直线整体式制冷机的柱簧减振器，包括柱簧减振器组件，所述柱簧减振器组件通过连接杆与制冷机尾部连接；
所述柱簧减振器组件包括分别固定在连接杆上的质量环、前挡板和后挡板，所述质量环设置在前挡板和后挡板之间的位置，所述质量环与前挡板和后挡板之间分别设置压缩弹簧，所述压缩弹簧为第一圆柱压缩弹簧和第二圆柱压缩弹簧。
进一步的，所述质量环的两个端面上分别布置凸台，所述凸台分别供第一圆柱压缩弹簧和第二圆柱压缩弹簧安装限位。
进一步的，所述前挡板内侧和后挡板的内侧也分别设置凸台，分别供第一圆柱压缩弹簧和第二圆柱压缩弹簧安装限位。
进一步的，所述质量环通过不锈钢棒加工而成，所述质量环侧壁四周均匀布置螺纹孔，通过增加不同质量配重实现质量可调。
进一步的，所述第一圆柱压缩弹簧和第二圆柱压缩弹簧安装后处于压缩状态。
进一步的，所述前挡板与连接杆的连接处设置限位台阶。
进一步的，所述后挡板与连接杆连接处通过螺母固定。
进一步的，所述第一圆柱压缩弹簧刚度和长度一致，所述第二圆柱压缩弹簧刚度和长度一致。
进一步的，所述第一圆柱压缩弹簧和第二圆柱压缩弹簧的长度一致。
进一步的，所述连接杆通过预留螺纹与制冷机连接。
由上述技术方案可知，本发明的柱簧减振器通过一定刚度的两组圆柱压缩弹簧配以一定质量的质量环及支撑部件等组成，整个减振器组件通过中间连接杆端部螺纹与制冷机尾部接口耦合。减振器采用外围两组小刚度弹簧组及中间两个大弹簧组的结构布置方式，中间质量环通过两侧的弹簧组支撑，质量环两侧弹簧通过前挡板及后挡板固定。质量环通过预留安装接口实现质量可调，通过质量环的质量调节，从而调整减振器固有频率，满足制冷机运行需求。制冷机活塞往复运动产生的机械振动通过与制冷机刚性连接的连接杆传递到减振器的质量环上，通过质量环的往复运动来抵消制冷机的轴向振动。这种柱簧减振器具有结构简单、紧凑、成本低、制造简易、无功耗及固有频率可调等优点，能有效降低制冷机的轴向振动。
综上，本发明的一种用于直线整体式制冷机的柱簧减振器在充分保证制冷机性能及可靠性方面，有效地降低了制冷机的轴向机械振动，满足红外焦平面、镜头冷却及锗探测器的振动需求。
本发明采用了圆柱压缩弹簧配以一定质量的质量环的结构形式，首先，降低了制冷机轴向振动输出。其次，结构简单、紧凑及成本低。再次，质量环预留螺纹孔，实现质量可调；最后，柱簧刚度可变，实现了柱簧减振器固有频率可调。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明质量环的结构示意图；
图3为本发明前挡板的结构示意图；
图4为本发明后挡板的结构示意图；
图5为本发明连接杆的结构示意图；
图6为本发明第一圆柱压缩弹簧的结构示意图；
图7为本发明第二圆柱压缩弹簧的结构示意图；
图8为本发明的安装示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-图8所示的一种用于直线整体式制冷机的柱簧减振器，包括柱簧减振器组件28，所述柱簧减振器组件28通过连接杆1与制冷机26尾部连接；
所述柱簧减振器组件28包括分别固定在连接杆1上的质量环4、前挡板3和后挡板6，所述质量环4设置在前挡板3和后挡板6之间的位置，所述的质量环4通过中间第一圆柱压缩弹簧组和四周第二圆柱压缩弹组簧柔性支撑，所述第一圆柱压缩弹簧2和第二圆柱压缩弹簧5分别通过前挡板3和后挡板6支撑，所述的前挡板3和后挡板6与中间连接杆1刚性连接，所述后挡板6通过端螺母7与连接杆1固定，所述柱簧减振器组件28通过连接杆1上预留螺纹与制冷机连接。
其中，所述质量环4通过不锈钢棒加工而成，质量环4侧壁加工均匀布置的螺纹孔，可通过增加不同质量配重实现固有频率可调。质量环4四周和中间加工凸台供压缩弹簧限位和安装使用。
所述质量环4两侧支撑第一圆柱压缩弹簧2组刚度和长度19一致，一端通过布置在质量环4中间的凸台9固定，另一端通过前挡板3或后挡板6中间的凸台13、15固定。第一圆柱压缩弹簧2的弹簧刚度由丝径21、节距20、中经18及长度19调整。凸台9对称布置在质量环4的断面中间位置。
所述质量环4中间支撑第二圆柱压缩弹簧组5刚度和长度23一致，一端通过布置在质量环4的断面四周的凸台10固定，另一端通过前挡板3或后挡板6四周均匀布置的凸台12、14固定。第二圆柱压缩弹簧5的弹簧刚度由丝径25、节距24、中经22及长度23调整。
所述第一圆柱压缩弹簧2的长度19和第二圆柱压缩弹簧5的长度一致。
所述前挡板3与中间连接杆1连接，并通过连接杆1台阶限位；后挡板6与中间连接杆1连接，并通过螺母7固定，所述第一圆柱压缩弹簧和第二圆柱压缩弹簧安装后处于压缩状态。
综上，本实施例的柱簧减振器由一定刚度的圆柱压缩弹簧组配以一定质量的质量环及支撑部件组成，通过调节柱簧组的刚度以及质量环的质量来调节减振器固有频率，从而使减振器的减振效果达到最优。减振器通过连接杆与制冷机后盖连接，并在减振器与制冷机之间预留一定的空间保证制冷机电源线28安装。两组第一圆柱压缩弹簧分布置在质量环两侧对称布置，并且每组圆柱压缩弹簧位于质量环四周均匀分布，两对第二圆柱压缩弹簧分布置在质量环两侧对称布置。制冷机活塞往复运动产生的机械振动通过与制冷机刚性连接的连接杆传递到减振器的质量环上，通过质量环的往复运动来抵消制冷机的轴向振动。这种柱簧减振器具有结构简单、成本低、制造简易及无功耗等优点，并具有固有频率可调的特点，能有效降低制冷机的轴向振动。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：包括柱簧减振器组件（28），所述柱簧减振器组件（28）通过连接杆（1）与制冷机（26）尾部连接；
所述柱簧减振器组件（28）包括分别固定在连接杆（1）上的质量环（4）、前挡板（3）和后挡板（6），所述质量环（4）设置在前挡板（3）和后挡板（6）之间的位置，所述质量环（4）与前挡板（3）和后挡板（6）之间分别设置压缩弹簧，所述压缩弹簧为第一圆柱压缩弹簧（2）和第二圆柱压缩弹簧（5）。
2.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述质量环（4）的两个端面上分别布置凸台，所述凸台分别供第一圆柱压缩弹簧（2）和第二圆柱压缩弹簧（5）安装限位。
3.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述前挡板（3）内侧和后挡板（6）的内侧也分别设置凸台，分别供第一圆柱压缩弹簧（2）和第二圆柱压缩弹簧（5）安装限位。
4.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述质量环（4）通过不锈钢棒加工而成，所述质量环（4）侧壁四周均匀布置螺纹孔（11），通过增加不同质量配重实现质量可调。
5.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述第一圆柱压缩弹簧（2）和第二圆柱压缩弹簧（5）安装后处于压缩状态。
6.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述前挡板（3）与连接杆（1）的连接处设置限位台阶。
7.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述后挡板（6）与连接杆（1）连接处通过螺母（7）固定。
8.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述第一圆柱压缩弹簧（2）刚度和长度一致，所述第二圆柱压缩弹簧（5）刚度和长度一致。
9.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述第一圆柱压缩弹簧（2）和第二圆柱压缩弹簧（5）的长度一致。
10.根据权利要求1所述的直线整体式制冷机的柱簧减振器，其特征在于：所述连接杆（1）通过预留螺纹与制冷机尾部连接（26）。
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