CN1314287A - 一种特别适用于直升机的水平旋翼的减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种尤其适用于直升机的水平旋翼的减振器,该减振器包括一个驱动部件(10)和一个刚性部件(6),还包括一个减振器组件,其功能为在至少垂直于所述的主轴的一个方向上相互连接驱动部件(10)和刚性部件(6),减振器组件首先包括一安装在至少一个粘性流体槽(3)中的液压减振器和一个片状挠性装置(1)。液压减振器装置包括叶片交错的第一和第二叶片组(40,50)。在本发明中,液压减振器还包括至少一个减振器部件,其安装在一个所述的粘性流体槽内并固定在驱动部件(10)上,所述的减振器部件提供的外轮廓从位于减振器的一个轴端旁的基座(23)至位于邻接所述的水平叶片组(40,50)的顶端逐渐变小。

Description

一种特别适用于直升机的水平旋翼的减振器
本发明涉及一种特别适用于直升机的水平旋翼的减振器，该减振器包括一个有一“主”轴并被设计为被一个驱动子所驱动的驱动部件，和一个设计安装在一个构件上的刚性部件；还包括一个减振器组件，其功能为在垂直于所述的主轴的至少一个方向上将驱动部件和刚性部件连接到减振器。
由本申请人公司在1996年10月15日提交的，1998年4月17日公开的法国专利申请FR2754579中介绍了一种减振器，该类型的减振器组件首先包括一个置于粘性流体槽中的液压减振器装置，第二包括一个挠性装置，其在平行于所说的主轴的方向提供高刚度，在垂直于主轴的方向提供低刚度。液压减振器装置由延伸垂直于主轴的第一和第二组平板叶片构成，第一组叶片被固定于驱动部件；第二组叶片被固定于刚性部件，第一和第二组的叶片被以交错的方式安装，并紧密地间隔排列，从而在第一组叶片和第二组叶片之间提供粘性阻尼区。
如前述申请文件中所公开的，设有交错的平板叶片的减振器装置对于低或中等振幅的振动可以获得良好的性能和良好的线形效果。但是，随着振动幅度的增加，叶片间的相对速度也趋于增加，因此剪切力增加而动力学粘度降低，结果导致液压装置所提供的阻尼趋于消失。
公知的粘性减振装置在大的位移幅度内可取得高的阻尼，是由于所提供的阻尼与速度的平方成正比。但是在低幅度的情况下，它们的效果较差。
本发明的目的是提供一种减振器，尤其是一种应用于直升机的水平旋翼的减振器，它对于低振幅振动和高振幅振动均提供满意的减振效果。
首先，本发明所基于的思想是以如下方式设计减振器，即在低振幅时，主要通过如上所述的叶片组实现阻尼，而在高振幅时，它是一种粘性阻尼类型的装置，其作为辅助装置或者其本身就提供阻尼。
因此，本发明的减振器的特征在于该液压减振器还包括至少一个减振器部件，其安装在所述的粘性流体槽中并固定在驱动部件上，所述的减振器部件提供的外轮廓从位于减振器的一个轴端旁的基座至位于邻接所述的水平叶片组的顶端逐渐变小。
在低振幅时，减振部件相对地远离槽壁，大部分的阻尼由叶片组提供。反之，在大振幅时，挠性装置随着振幅的增加而趋于变形，阻尼部件的外轮廓开始至少局部地靠近槽壁，因此可在发生变形的方向上增加粘度阻尼效果，这首先是由于穿过通道部分区域的缩小，第二是由于如上所述的非线形效果与速度的平方成正比。
尤其是，减振器部件位于挠性装置的内表面的最大的变形轮廓内。最好是，减振器部件的外部轮廓内切于距所述的挠性装置的最大变形轮廓的一个预定的距离。
较有利的是，减振器的外轮廓提供了一相对于所述的主轴倾斜的直线段所构成的区域。
优选的是，减振器装置的顶端是椭圆的而它的基座是圆形的，或者是呈被直线段隔断的圆的形状。
特别有利的是减振器部件是中空的，并具有一个与至少一个所述的粘性流体槽中接通的容量补偿槽，而且在其中安装有一容量补偿部件，优选的是一个弹性隔板。
优选的是，当减振器升高到其最小的操作温度时，弹性隔板没有任何折叠并且与减振器部件的内壁保持一定的距离。
至少一个粘性流体槽的外轮廓可以在第一方向上延展。至少减振器部件的基座可以在垂直于第一方向的第二方向上延展。这使得当在第一方向上的位移较大时，可能获得在第一和第二方向上不同的减振特征。
第二方面，本发明提供了一种减振器，尤其是一种适用于直升机的水平旋翼的减振器，该减振器包括一个有一“主”轴并被设计为被一个驱动子所驱动的驱动部件，和一个设计安装在一个构件上的刚性部件；还包括一个减振器组件，其功能为在垂直于所述的主轴的至少一个方向上将驱动部件和刚性部件连接到减振器。该减振器组件首先设有一个安装在至少一个粘性流体槽内的液压减振器装置，第二，包括一个挠性装置，其在平行于主轴的方向提供高刚度，在垂直于主轴的方向提供低刚度。
如上所引用的法国专利申请公开了一个该种类型的装置，并提供了一个容量补偿装置。容量补偿装置已在液压系统中应用了许多年，特别是以液压蓄能器的形式，例如OLAER或LEDUC，并且它们也已经在上述的减振器中应用了许多年。在以上所引用的法国申请中，容量补偿装置有一个波纹状的隔板，其一个面接触槽中的流体，而另一个面接触包含气体的槽。该装置的缺点在于其中的隔板脆弱易损坏。
第二方面，本发明打算解决上述问题，因此，本发明的减振器的特征在于其提供了至少一个容量补偿槽，其与至少一个所述的粘性流体槽接通，在其中安置有一弹性隔板，其内壁设置了一充满气体的可变容量槽，其外壁与所述的容量补偿槽的一个内壁一起构成一补偿流体槽，当减振器在其特定的最小操作温度时，弹性隔板没有形成任何折叠并被安置在距所述的内壁一固定的非零的距离处。
结果是，在所有的减振器可能发现其自身的所有情况下，补偿容量被保证有效，进而，补偿槽的内壁使对弹性隔板的保护成为可能。
其优点在于，补偿容量被形成于在液压减振器装置和减振器轴端之间延伸的扩口式的中空部分。
现通过以下所提供的的非局限性的实例以及对于附图的参考说明，以更清楚地理解本发明的其它特征和优点，其中：
图1a和1b是本发明的一个优选实施例的穿过一减振器的垂直平面上的两个纵向剖视图；
图2a至2c分别是本发明的一个优选实施例的减振器部件的透视图、剖视图和平面图；
图3显示流体槽的外轮廓。
如图1a和1b所示，减振器有一驱动部件10，其轴ZZ是减振器的主轴，并被设计为通过驱动子100来驱动。第一叶片组40被固定(忽略退耦)到驱动部件10上，同时与第一叶片组隔行交错的第二叶片组50(忽略退耦)被固定到一刚性部件6上。在所示的例子中，通过叶片的部分叠加而获得压缩激励退耦，但是该功能可以通过上面所引用的申请FR2754579中所描述的任何其它的方法来提供。
在所示的例子中，该构造相对于垂直于驱动部件10的主轴的一平板对称。叶片组40和50被安置在中间位置上，并相对于包括一由一叠在垂直于圆柱体状的驱动部件10的轴的平板上的金属垫圈4和弹性垫圈5构成的片状结构的挠性装置1位于中心。片状结构1提供了一内轮廓11，其限定了位于叶片组40和50的两边的两个槽3的外轮廓，该槽中装满了粘性流体，在其中位于它们之间的叶片和空间同样被流体所浸没从而获得需要的阻尼。
在装置的顶端和底端，即在其轴端，该装置被盖80所封闭，盖80被固定到位于靠近叶片组40和50的有分别的顶端21的减振器部件20和分别的基座23，顶端21和基座23通过从每个顶端21朝向其基座23逐渐展开的各外轮廓22连接。
其优点在于，减振器部件20是中空的，并设有一减振槽，其被一隔板70分成两个槽：一个是空气槽33，一个是流体槽34，隔板70被部件20的内面25附近的顶端71所接收，并其基座73被夹持在减振器部件20和盖80之间的基座23上。隔板70设有一活动区72，其包含一限定槽34的外壁的扩口状的内壁26。流体槽34通过一个或多个开口32接通槽3从而产生需要的容量补偿效果。
还应该注意到，对应于如合成橡胶所制成的弹性隔板70，开口27使得槽3可以被填充，开口28使得槽33可以用气体填充。这种填充可能需要对气体增压。该补偿系统可以是任何弹性系统，例如，活塞结合弹簧的系统。
还应该注意到，位于叶片组40和50两边的第二机械连接机构，本例中是组件板60设有开口(图1b)以通过用来填充槽3的粘性流体。第一机械连接机构，本例中是隔离物42用于确保包括盖80的组件、减振器部件20、叶片组40和50沿轴ZZ叠放，而在外部之上，为组装的目的辅助凸缘61和62设在片状挠性装置1中，在其中的叠加通过盖80保证实现。
减振器部件20最好是采用设有环状中心开口24的顶端21的杯状结构，和一基本为椭圆形的外轮廓21和一通过直线段232提供相互连接的圆形部分231的基座23。在剖视图中显示的外轮廓22提供相互连接顶端21的椭圆轮廓和基座23的轮廓的直线段。
扩口状的外轮廓22使得即使在极为恶劣的操作条件下，部件20也可内接在片状装置1的最大变形的轮廓内，作为所需要的阻尼功能，这是可选择的。结果，首先确定的是即使在最恶劣的操作条件下减振器部件20的外轮廓22也不接触片状结构1的内轮廓11，第二，减振器部件20将对于大振幅的振动提供大的阻尼效果。
如图3所示，限定槽3的外侧的轮廓11的形状延伸，对其形状的延伸是在其端部被两个圆弧111限定，圆弧111通过直线段112相互连接。在图2c中，标号XX表示椭圆21的长轴，YY表示其短轴，在图3中所示的这些方向表示相对于部件1的部分20的相对位置。图1a的剖面是在包括XX轴和ZZ轴的平面上，而图1b的剖面在包括轴YY和轴ZZ的平面上。减振器部件可以进行的最大位移发生在YY方向。
特别是如图1a和1b所示，在最小的操作温度下，弹性隔板70的活动部件72以一定的残余距离贴靠部件20的内壁26，它这样做而不会造成任何折叠，因此使得在可能在所有的操作条件下维持有效的容量补偿。在室温(20℃)下，隔板70位于图1a中虚线表示的位置。随着温度的升高，粘性流体收缩，随着这一收缩降低了槽34的容量。因为隔板70没有任何折叠，它呈一致地收缩，在没有形成任何折叠的情况下平行于壁26运行。在最小的操作温度下没有折叠使得防止隔板70局部地接触内壁26成为可能，因为这种接触可能通过隔离一部分流体槽34而降低容量补偿的效率。

Claims (10)

1．一种减振器，尤其适用于直升机的水平旋翼，该减振器包括一个带有一“主”轴，被设计为由一个驱动子(100)所驱动的驱动部件(10)和一个设计安装在一个构件上的刚性部件(6)；并包括一个减振器组件，其功能为在垂直于所述的主轴的至少一个方向上将驱动部件(10)和刚性部件(6)连接到减振器；减振器组件，首先，包括一个安置在至少一个粘性流体槽(3)中的液压减振器装置，第二，包括一个挠性装置(1)，其在平行于主轴的方向提供高刚度，在垂直于主轴的方向提供低刚度，液压减振器装置提供第一和第二组平板叶片组(40,50)的构成，每组叶片的平板垂直于主轴，第一组叶片(40)通过第一机械连接机构被固定于驱动部件(10)；第二组叶片通过第二机械连接机构(60)被固定于刚性部件(6)，第一和第二组叶片(40,50)被以交错的方式安装，并紧密地间隔排列从而提供粘性减振区(45)，每个减振区位于第一组叶片(40)的叶片和第二组叶片(50)的叶片之间，减振器的特征在于：液压减振器还包括至少一个减振器部件(20)，其被安装在至少一个所述的粘性流体槽(3)内并固定在驱动部件(10)上，该减振器部件(20)提供的外轮廓(22)从位于减振器的一个轴端旁的基座(23)至位于邻接所述的水平叶片组(40,50)的顶端(21)逐渐变小。
2．根据权利要求1所述的减振器，其特征在于减振器部件(20)的外轮廓(22)内接于挠性装置(1)的内表面(11)的最大变形轮廓。
3．根据权利要求1所述的减振器，其特征在于减振器部件的外轮廓(22)以预定距离内接于所述的最大变形轮廓。
4．根据权利要求1、2或3所述的减振器，其特征在于减振器部件的外轮廓(22)提供了相对于所述的主轴(ZZ)倾斜的直线段所形成的区域。
5．根据权利要求1至4中的任何一个所述的减振器，其特征在于至少一个粘性流体槽(3)的外轮廓在垂直于主轴(ZZ)的第一方向上(YY)上延伸。
6．根据权利要求5所述的减振器，其特征在于至少减振器部件(20)的基座在垂直于第一方向(YY)的第二方向(XX)上延伸。
7．根据权利要求4至6中的任何一个所述的减振器，其特征在于减振器部件(20)的顶端(21)是椭圆的，并且其基座是圆形的，或是被直线段间隔的圆形。
8．根据权利要求1至7中的任何一个所述的减振器，其特征在于减振器部件是中空的，并提供一与至少一个所述的粘性流体槽(3)接通的容量补偿槽，并在其中安装有一容量补偿部件(70)。
9．根据权利要求8所述的减振器，其特征在于容量补偿部件是一弹性隔板(70)。
10．根据权利要求9所述的减振器，其特征在于在最小的操作温度时，弹性部件(70)不产生任何折叠并与减振器部件(20)的内壁(26)保持一定的距离。
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