CN112228485A - 一种隔热减振一体化结构 - Google Patents

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Abstract

一种隔热减振一体化结构，属于卫星活动部件的隔热减振技术领域。本发明解决了现有的隔离卫星平台微振动及热传导的技术手段中，独立的隔热和减振方案存在的质量和体积过大，且易导致系统功能性失效的问题。它包括连接组件、两个减振垫及两个隔热垫，其中每个减振垫均呈“凸”字形结构，两个减振垫相对穿装在被保护件上且两个减振垫相对状态下形成环形凹槽，被保护件卡设在两个减振垫形成的环形凹槽内，两个隔热垫对称布置在两个减振垫的两端，两个减振垫及两个隔热垫之间通过连接组件固接。本申请综合考虑了针对载荷的隔热和减振双重目标，合理优化结构刚度及传热特性。具有一体化、轻质量、高可靠、小体积、易装配、集成度高等特点。

Description

一种隔热减振一体化结构
技术领域
本发明涉及一种隔热减振一体化结构，属于卫星活动部件的隔热减振技术领域。
背景技术
随着航天遥感信息技术在国民经济发展、环境和灾害监测、科学研究以及军事领域中应用的不断深入，空间光学遥感卫星的分辨率、控制精度等指标也逐年提高。飞轮等活动部件工作产生的微振动及卫星平台由温度变化产生的热应力都会对卫星的指向精度造成影响，甚至会影响载荷的成像质量。因此迫切需要一种手段隔离卫星平台微振动及热传导，从而使载荷处于良好的拍摄环境，获得像质更加清晰、定位更加准确的遥感图像。
现有技术中为了确保对飞轮等扰动部件微振动的减振效果和对平台高低温变化的隔热效果，需要针对以上两个问题分别采用独立的解决方案。由于隔热和减振方案分头独立设计，存在较大设计冗余，造成质量和体积过大，同时现有技术中的减振器一般为金属减振器，由于其低强度、低模量的特点，在振动过程中非常容易发生破坏，从而导致系统功能性失效；另外，结构设计缺少系统化规划，无法实现设计约束和目标良性分配。
发明内容
本发明是为了解决现有的隔离卫星平台微振动及热传导的技术手段中，独立的隔热和减振方案存在的质量和体积过大，且易导致系统功能性失效的问题，进而提供了一种隔热减振一体化结构。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种隔热减振一体化结构，它包括连接组件、两个减振垫及两个隔热垫，其中每个减振垫均呈“凸”字形结构，两个减振垫相对穿装在被保护件上且两个减振垫相对状态下形成环形凹槽，被保护件卡设在两个减振垫形成的环形凹槽内，两个隔热垫对称布置在两个减振垫的两端，两个减振垫及两个隔热垫之间通过连接组件固接。
进一步地，所述连接组件包括T型连接柱、盖板及连接螺栓，所述T型连接柱包括底板及加工有内螺纹的筒体，所述底板及所述盖板上均加工有中心通孔，所述底板同轴且一体固接在筒体的一端，所述盖板盖设在筒体的另一端且盖板与筒体之间通过连接螺栓固接，减振垫及隔热垫均套装在所述筒体上且均夹设在盖板与底板之间。
进一步地，盖板与底板相对的一侧面均一体同轴固接有限位环，所述限位环对应套设在两个隔热垫的端部。
进一步地，每个减振垫与被保护件之间均设置有隔热套筒，所述隔热套筒呈T型结构，减振垫的凸台穿装在隔热套筒内，减振垫的台肩面与隔热套筒的端面配合连接。
进一步地，盖板与其相临的隔热垫之间、底板与其相临的隔热垫之间以及隔热套筒与其相临的减振垫之间均为间隙配合。
进一步地，隔热套筒为钛合金材质。
进一步地，所述隔热垫为钛合金材质、聚酰亚胺材质或蜂窝层合板。
进一步地，所述减振垫为硅橡胶或丁基橡胶材质。
进一步地，减振垫、隔热垫及连接组件同轴设置。
进一步地，两个减振垫之间存在间隙。
本发明与现有技术相比具有以下效果：
本申请的隔热减振一体化结构综合考虑了针对载荷的隔热和减振双重目标，合理优化结构刚度及传热特性。具有一体化、轻质量、高可靠、小体积、易装配、集成度高等特点，可以在宽频域上对微振动进行抑制，同时隔离平台对敏感组件的热影响。
附图说明
图1为本申请的立体剖视示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，一种隔热减振一体化结构，它包括连接组件3、两个减振垫1及两个隔热垫2，其中每个减振垫1均呈“凸”字形结构，两个减振垫1相对穿装在被保护件100上且两个减振垫1相对状态下形成环形凹槽，被保护件100卡设在两个减振垫1形成的环形凹槽内，两个隔热垫2对称布置在两个减振垫1的两端，两个减振垫1及两个隔热垫2之间通过连接组件3固接。
所述被保护件100即为被保护敏感组件。
本申请的隔热减振一体化结构综合考虑了针对载荷的隔热和减振双重目标，合理优化结构刚度及传热特性。具有一体化、轻质量、高可靠、小体积、易装配、集成度高等特点，可以在宽频域上对微振动进行抑制，同时隔离平台对敏感组件的热影响。
本申请不仅可以降低发射段载荷力学响应(如随机振动及正弦振动)，同样适用于抑制在轨段由转动/活动部件(飞轮、控制力矩陀螺、太阳翼驱动机构、制冷机等)引起的微振动；另外，还可以降低卫星平台对载荷的热变形及热传导影响。
通过调节隔热垫2、减振垫1的材料参数及尺寸参数，便可得到适用范围广泛的隔热减振结构。
所述连接组件3包括T型连接柱31、盖板32及连接螺栓33，所述T型连接柱31包括底板31-1及加工有内螺纹的筒体31-2，所述底板31-1及所述盖板32上均加工有中心通孔，所述底板31-1同轴且一体固接在筒体31-2的一端，所述盖板32盖设在筒体31-2的另一端且盖板32与筒体31-2之间通过连接螺栓33固接，减振垫1及隔热垫2均套装在所述筒体31-2上且均夹设在盖板32与底板31-1之间。连接螺栓33与盖板32之间设置有弹性垫片34。连接螺栓33可以为任意型号的标准螺栓，也可以非标准连接件，连接螺栓33与T型连接柱31采用过盈配合。在确保减振垫1不发生破坏的前提下，同时具有额外的隔热效果，提高整个系统的功能性。底板31-1及盖板32上的中心通孔便于与筒体31-2之间的连接。
盖板32与底板31-1相对的一侧面均一体同轴固接有限位环35，所述限位环35对应套设在两个隔热垫2的端部。通过设置限位环35，对隔热垫2起到一定的限位及保护作用。
每个减振垫1与被保护件100之间均设置有隔热套筒4，所述隔热套筒4呈T型结构，减振垫1的凸台穿装在隔热套筒4内，减振垫1的台肩面与隔热套筒4的端面配合连接。隔热套筒4具有较高强度和较低的导热率，可以降低热传导，另外还可以避免减振垫1发生剪切破坏。
盖板32与其相临的隔热垫2之间、底板31-1与其相临的隔热垫2之间以及隔热套筒4与其相临的减振垫1之间均为间隙配合。间隙量严格按照设计值进行保证，确保安装顺畅的同时减振垫间无额外变形，从而保证减振垫设计频率的正确性。
隔热套筒4为钛合金材质。其选用特征为低导热率、低热膨胀系统、高强度且无磁性。
所述隔热垫2为钛合金材质、聚酰亚胺材质或蜂窝层合板。隔热垫2的材质可以为其他金属材料、非金属材料或复合材料，其选用特征为低导热率、低热膨胀系数、无挥发性且无磁性。
所述减振垫1为硅橡胶或丁基橡胶材质。减振垫1的材质选用特征为低挥发性粘弹性非金属材料，从而确保具有较低的热传导率及弹性模量，同时兼具较大材料阻尼。在装配过程中，需要确何减振垫1具有一定的压缩量，压缩量至少要超过由结构自身重力引起的材料变形。
减振垫1、隔热垫2及连接组件3同轴设置。采用同轴设置可确保被隔振物体安装位置及重心与原始设计值保持一致，避免由于角度造成的力学条件差异，造成破坏。
两个减振垫1之间存在间隙。避免由于挤压导致的减振垫变形引起模量变化，造成隔振效率与设计值产生偏差。

Claims (10)

1.一种隔热减振一体化结构，其特征在于：它包括连接组件(3)、两个减振垫(1)及两个隔热垫(2)，其中每个减振垫(1)均呈“凸”字形结构，两个减振垫(1)相对穿装在被保护件(100)上且两个减振垫(1)相对状态下形成环形凹槽，被保护件(100)卡设在两个减振垫(1)形成的环形凹槽内，两个隔热垫(2)对称布置在两个减振垫(1)的两端，两个减振垫(1)及两个隔热垫(2)之间通过连接组件(3)固接。
2.根据权利要求1所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：所述连接组件(3)包括T型连接柱(31)、盖板(32)及连接螺栓(33)，所述T型连接柱(31)包括底板(31-1)及加工有内螺纹的筒体(31-2)，所述底板(31-1)及所述盖板(32)上均加工有中心通孔，所述底板(31-1)同轴且一体固接在筒体(31-2)的一端，所述盖板(32)盖设在筒体(31-2)的另一端且盖板(32)与筒体(31-2)之间通过连接螺栓(33)固接，减振垫(1)及隔热垫(2)均套装在所述筒体(31-2)上且均夹设在盖板(32)与底板(31-1)之间。
3.根据权利要求2所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：盖板(32)与底板(31-1)相对的一侧面均一体同轴固接有限位环(35)，所述限位环(35)对应套设在两个隔热垫(2)的端部。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：每个减振垫(1)与被保护件(100)之间均设置有隔热套筒(4)，所述隔热套筒(4)呈T型结构，减振垫(1)的凸台穿装在隔热套筒(4)内，减振垫(1)的台肩面与隔热套筒(4)的端面配合连接。
5.根据权利要求4所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：盖板(32)与其相临的隔热垫(2)之间、底板(31-1)与其相临的隔热垫(2)之间以及隔热套筒(4)与其相临的减振垫(1)之间均为间隙配合。
6.根据权利要求5所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：隔热套筒(4)为钛合金材质。
7.根据权利要求1、2、3、5或6所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：所述隔热垫(2)为钛合金材质、聚酰亚胺材质或蜂窝层合板。
8.根据权利要求7所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：所述减振垫(1)为硅橡胶或丁基橡胶材质。
9.根据权利要求1、2、3、5、6或8所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：减振垫(1)、隔热垫(2)及连接组件(3)同轴设置。
10.根据权利要求9所述的一种隔热减振一体化结构，其特征在于：两个减振垫(1)之间存在间隙。
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