CN212106751U - 一种减振缓冲装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种减振缓冲装置，包括底座、设置在底座上并围成隔离腔的隔离壳、设置在隔离腔内的承压轴，以及采用金属橡胶材料制成的两个减振缓冲件；承压轴穿出隔离壳且壳内部分设有固定板；减振缓冲件沿着固定板对称设置在底座和隔离壳上且均向固定板凸出。发生振动时，承压轴与设备同步振动并使固定板抵紧减振缓冲件，使该减振缓冲件弹性收缩并将振动力转化为弹力和阻尼力，之后该减振缓冲件将固定板弹向另一个减振缓冲件并重复上述能量转化过程，令振动能量不断被消耗。与现有技术相比，本实用新型提供的一种减振缓冲装置充分发挥了金属橡胶材质的物理及机械性能，其减振缓冲部位具有非线性刚度和阻尼特性，取得了更好的减振缓冲效果。

Description

一种减振缓冲装置

技术领域

本实用新型属于机械减振缓冲技术领域，更具体地说，是涉及一种减振缓冲装置。

背景技术

航天器在发射阶段和在轨飞行阶段均会受到来自外界的振动和冲击作用，为了保证航天器内各设备的工作性能，现有技术一般采用橡胶减振装置对各设备进行减振处理。

但由于航天器飞行的环境极为恶劣，橡胶易与环境中的臭氧和光发生化学反应而使表面老化，在低温下会变硬、变脆，甚至产生裂痕，影响减振性能。

现有技术中，具有应用于航天器的金属橡胶材料，并且此材料能够克服普通橡胶的缺点，具有高弹性、大阻尼、耐高/低温等优异的物理及机械性能，能够广泛应用于航空、航天等特种领域，对该领域中的精密仪器设备进行减振缓冲。

发明人通过研究发现，如果将金属橡胶材料直接与橡胶减振装置中的橡胶材料进行置换，由于金属橡胶材料与橡胶材料具有较大的差异，现有技术中的减振装置的结构不能充分发挥金属橡胶材料的特性，所最终得到的金属橡胶减振装置的减振缓冲效果并不突出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种减振缓冲装置，旨在解决现有技术中的减振装置无法充分发挥出金属橡胶材料性能的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种减振缓冲装置，包括：

底座，用于固定设置在工作台上；

隔离壳，设置在所述底座上，与所述底座围成隔离腔；

承压轴，沿着所述隔离壳的轴向滑动设置于所述隔离腔内，一端穿出所述隔离壳并用于支撑所述工作台上的设备；所述承压轴的位于所述隔离腔内的部位上设有沿其径向延伸的固定板；

两个减振缓冲件，采用金属橡胶材料制成，沿所述固定板对称设置在所述隔离腔内，其中一个所述减振缓冲件固定在所述底座上，另一个所述减振缓冲件固定在所述隔离壳上，并且两个所述减振缓冲件均向所述固定板凸出，且凸出部位用于与所述固定板抵接。

作为本申请另一实施例，所述减振缓冲件为半球壳结构，其中心处设有用于使承压轴穿过的安装孔，且凸出部位处于弹性变形状态。

作为本申请另一实施例，所述底座上设有用于使所述承压轴插入的导向槽。

作为本申请另一实施例，所述导向槽内设有防护垫，所述防护垫用于与所述承压轴的位于所述隔离腔内的端部抵接。

作为本申请另一实施例，所述底座包括：

螺纹连接部，位于所述隔离壳内部且与所述隔离壳螺纹连接；所述导向槽设置在所述螺纹连接部上；

抵接部，与所述螺纹连接部一体成型，且与所述隔离壳的端面抵接。

作为本申请另一实施例，所述承压轴的伸出端可拆卸连接有用于增大所述承压轴的支撑面积的承压板。

作为本申请另一实施例，所述承压板上设有波纹管，所述波纹管的一端和所述承压板的底面相连，另一端与所述隔离壳可拆卸连接；所述波纹管包绕于所述承压轴外并与所述承压板、所述隔离壳围成和所述隔离腔相连通的密封腔。

作为本申请另一实施例，所述承压板上设有套设在所述承压轴的伸出端的轴套。

作为本申请另一实施例，所述轴套的内壁上设有用于抵紧所述承压轴的弹性件。

作为本申请另一实施例，所述波纹管通过连接板与所述隔离壳连接，所述连接板的上表面、底面分别与所述波纹管、所述隔离壳无缝相连，并且所述连接板上设有用于使所述承压轴穿过的避让孔。

本实用新型提供的一种减振缓冲装置的有益效果在于：

安装时，将底座固定在工作台上，并将需要被减振缓冲处理的精密设备放置/连接在承压轴位于隔离壳外的端部。

在航天器处于发射阶段或在轨飞行阶段时，由于环境因素所产生的振动力通过设备作用于承压轴上，导致承压轴上的固定板沿着前述振动力的方向产生振动；之后，固定板会抵紧其中一个减振缓冲件的凸出部位，使减振缓冲件发生弹性收缩并将前述振动力不断转化为内部的弹力和阻尼力；最终，该减振缓冲件对固定板释放弹力和阻尼力，使固定板抵紧另一个减振缓冲件的凸出部位并重复上述能量转化过程。

在此过程中，固定板在两个减振缓冲件之间往复运动并进行能量的转化，使振动能量不断被消耗，最终令设备所受到的振动冲击得以迅速衰减；并且，由于减振缓冲件采用金属橡胶材料制成，以及表面凸出的结构，使其具有突出的非线性刚度和阻尼特性，降低共振区的共振响应，提高减振缓冲效果，确保设备的运行安全。

并且，由于隔离腔属于密闭的腔室，因此隔离腔能够有效减缓环境因素对腔内构件的不良影响，从而能够延长减振缓冲件的使用寿命。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种减振缓冲装置能够更加充分的发挥金属橡胶材料的物理及机械性能，使得采用金属橡胶材料制成的减振缓冲件具有非线性刚度和阻尼特性，取得了更好、更突出的减振缓冲效果，从而能够在振动发生后，有效保护设备安全。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种减振缓冲装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种减振缓冲装置的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例所采用的底座的爆炸结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的一种减振缓冲装置的剖视图。

图中，1、底座；11、导向槽；12、螺纹连接部；13、抵接部；2、隔离壳；21、隔离腔；3、承压轴；31、固定板；4、减振缓冲件；41、安装孔；5、防护垫；61、承压板；611、轴套；612、弹性件；62、波纹管；63、连接板；631、避让孔；64、密封腔。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请一并参阅图1至图4，现对本实用新型提供的一种减振缓冲装置进行说明。所述一种减振缓冲装置，包括底座1、隔离壳2、承压轴3和减振缓冲件4。

底座1用于固定设置在工作台上，其具体固定方式不设限，并且底座1的上表面平行于工作台的表面。需要说明的是，工作台是指用于对航空、航天等特种领域的精密设备进行支撑的装置/构件，并非特指航天器中的桌台，为了便于叙述，在本实施例中，工作台的表面定位为沿着水平方向设置的平台。

隔离壳2设置在底座1的上表面，并且隔离壳2和底座1之间形成隔离腔21，该隔离腔21属于密闭结构，能够有效保护安装在隔离腔21内的构件，减缓环境因素对腔内构件造成的影响，延长腔内构件的使用寿命。

承压轴3沿着隔离壳2的轴向(竖直方向)滑动设置在隔离腔21内，承压轴3的一端穿出隔离壳2并用于支撑工作台上的设备。承压轴3的位于隔离壳2内的部位上设有固定板31，该固定板31以承压轴3为中心沿着承压轴3的径向延伸，固定板31的侧边部与底座1之间存在间隙，令固定板31能够在隔离腔21内沿着竖直方向移动。

减振缓冲件4设有两个，且两个减振缓冲件4沿固定板31对称设置在隔离腔21内；具体的，位于下方的减振缓冲件4固定在底座1的上表面，位于上方的减振缓冲件4固定在隔离壳2朝下的内壁上，两个减振缓冲件4均向固定板31凸出，且凸出部位分别用于和固定板31的两侧面抵接。并且，减振缓冲件4采用金属橡胶材料制成，结合上述结构特征，该减振缓冲件4凸出部位具有很强的非线性刚度和阻尼特性，在减振缓冲件4用于承受静载时，该凸出部位具有较大的支承刚度；在减振缓冲件4承受动载时，该凸出部位能够呈现刚度渐软特性，拓宽了减振频带；并且，在振动发生时，处于共振区的减振缓冲件4具有较大的阻尼，以利于降低共振响应，保护设备的安全；处于减振区的减振缓冲件4具有较低的阻尼，显著提高了减振缓冲件4的减振缓冲效果。

在航天器处于发射阶段或者在轨飞行阶段时，由于环境因素所产生的振动力通过设备而作用于承压轴3上，使得承压轴3会沿着该振动力的方向振动并与其中一个减振缓冲件4的凸出部位抵紧。该减振缓冲件4的凸出部位发生弹性收缩并将该振动力并转化为内部的弹力和阻尼力，最终，该减振缓冲件4内的弹力和阻尼力作用于固定板31上，使固定板31振动至另一个减振缓冲件4上并对该减振缓冲件4抵紧，使得此减振缓冲件4发生弹性形变，并重复上述能量转化过程。而在此能量转化过程中，固定板31在两个减振缓冲件4之间往复运动并进行能量的转化，使得振动能量不断被消耗，从而令设备所受到的振动冲击得以迅速衰减。

本实用新型提供的一种减振缓冲装置，由于减振缓冲件4的凸出部位具有突出的非线性刚度和阻尼特性，与现有技术相比，能够取得更好的减振缓冲效果，充分发挥了金属橡胶材质的物理及机械性能，确保了设备的运行安全。

需要补充说明的是，由于减振缓冲件4的变形量有限，因此通过减振缓冲件4还能够限制固定板31的最大位移量，从而限制了与承压轴3连接的设备的振动幅度，进一步对设备起到保护作用。并且，减振缓冲件4的凸出部位高度能够影响减振缓冲件4的变形量；具体地，对于采用相同材料系数的金属橡胶材料制成的减振缓冲件4，其凸出部位越高，最大变形量也就越大，反之则最大变形量相应减小。

请参阅图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，两个减振缓冲件4均采用半球壳结构；其中，空心半球形结构中的平面部固定在底座1或者隔离壳2的内壁上，球形凸出部用于与固定板31抵接，且中心处设有用于使承压轴3穿过的安装孔41。并且，在本装置拼装后，减振缓冲件4始终处于弹性变形状态。

通过采用上述结构，采用空心半球形结构的减振缓冲件4的非线性刚度和阻尼特性最佳，提高了减振缓冲件4承受静载时的支承刚度、拓宽了减振缓冲件4在承受动载时的减振频带、提高了减振缓冲件4降低共振响应的能力和减振缓冲效果。

在承压轴3往复运动的过程中，隔离壳2被承压轴3贯穿所形成的孔、两个减振缓冲件4的安装孔41均能对承压轴3提供导向作用，以避免承压轴3沿着水平方向振动；而为了进一步提高前述导向作用，请参阅图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，底座1上设有用于使承压轴3插入的导向槽11，并且导向槽11的横截面积略大于承压轴3的横截面积。

通过采用上述技术方案，在承压轴3沿着水平方向振动时，承压轴3的下端(承压轴3的位于隔离腔21内的端部)将会抵接在导向槽11的内壁上，从而抵消掉承压轴3上沿着水平方向产生的振动力，起到导向作用，避免承压轴3沿着水平方向振动所造成的影响。

在承压轴3振动时，若振动能量激增，导致减振缓冲件4部位过载，则会发生承压轴3与底座1异常冲击的情况，令承压轴3和底座1受损，与承压轴3连接的设备振动幅度增大，导致设备无法正常使用。因此，为了避免上述情况，请一并参阅图3和图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，导向槽11内设有防护垫5，该防护垫5用于与承压轴3的位于隔离腔21内的端部抵接。防护垫5采用弹性可收缩材质，在承压轴3冲击于防护垫5上时，防护垫5能够发生弹性收缩，将冲击力转化为防护垫5的弹力和阻尼力，降低前述冲击对底座1和承压轴3所造成的影响。

通过采用上述技术方案，通过调整防护垫5的厚度可以调整承压轴3和底座1之间的竖直间距，在底座1上的减振缓冲件4部位过载时，防护垫5与承压轴3的下端抵接并卸掉承压轴3上的驱动力，从而避免承压轴3与底座1直接冲击而造成损坏。

需要补充说明的是，调整防护垫5的厚度的方式可以是增设多层防护垫5，也可以是制备不同厚度的防护垫5。而将防护垫5设置在导向槽11中，主要是利用了导向槽11对承压轴3的导向作用，确保承压轴3能够抵接于防护垫5上，从而节约了制备防护垫5的用料(如果将防护垫5直接设置在底座1上表面，则需扩大防护垫5的表面积来确保承压轴3能够抵接于防护垫5上)。

请一并参阅图1至图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，底座1包括螺纹连接部12和抵接部13。

螺纹连接部12位于隔离壳2的内部，并且与隔离壳2螺纹连接。导向槽11设置在螺纹连接部12上。

抵接部13与螺纹连接部12一体成型，并且上表面与隔离壳2的端面抵接；抵接部13的底面用于与工作台贴合，抵接部13上设有多个用于穿过螺栓的孔(考虑到各构件的配图比例，为了便于观察到其他构件，并未在图中画出相应的螺纹孔)。

通过采用上述技术方案，通过螺纹连接部12使底座1和隔离壳2螺纹连接，便于拆卸、更换隔离腔21内部的构件。

需要说明的是，抵接部13与隔离壳2的端面抵接是底座1和隔离壳2的一种连接方式；通过这种连接方式，螺纹连接部12限制隔离壳2移动，抵接部13能够提供给隔离壳2支撑力，使得隔离壳2的固定更加稳定。

请一并参阅图2和图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，承压轴3的伸出端可拆卸连接有用于增大承压轴3的支撑面积的承压板61。

通过采用上述技术方案，在设备较大时，能够通过更换上表面面积更大的承压板61来增大用于支撑设备部位的面积，从而使设备能够更加稳定的被固定在工作台上。在需要拆解本装置时，可以将承压板61与承压轴3拆分，使得承压轴3(包括承压轴3上的固定板31部分)沿着隔离壳2的开口取出。

请一并参阅图2和图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，承压板61上设有波纹管62，波纹管62的一端和承压板61的底面相连，另一端与隔离壳2可拆卸连接；波纹管62包绕于承压轴3外并与承压板61、隔离壳2的上端面围成和隔离腔21相连通的密封腔64。

在固定板31往复运动过程中，减振缓冲件4不断发生弹性伸缩。在减振缓冲件4采用金属橡胶材料制成时，减振缓冲件4上会有大量金属屑脱落，该金属屑能够沿着承压轴3的轴向逸出隔离腔21。在航天器航行到外太空时，若有金属屑逸出并落在外太空的设备中，则会对此设备造成较大的损坏。而通过采用上述技术方案，由隔离腔21逸出的金属屑会被收集在密封腔64中，从而避免金属屑落入太空导致设备损毁。

由于波纹管62(沿着承压轴3的轴向)具有较强的伸缩性，因此不会影响本装置的正常使用，尤其是承压轴3沿着竖直方向的移动。

请一并参阅图2和图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，承压板61上设有用于套设在承压轴3伸出端的轴套611；也就是说，承压板61通过轴套611与承压轴3可拆卸连接。

通过上述技术方案，在对承压板61进行拆除时，可以向上拉动承压板61，使轴套611与承压轴3分离即可将承压板61拆掉；并且在拆除承压板61的过程中，波纹管62向上弹性拉伸，并不会影响该拆除工序。

请一并参阅图2和图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，轴套611的内壁上设有用于抵紧承压轴3的弹性件612。

通过采用上述技术方案，在轴套611套设于承压轴3的伸出端后，弹性件612位于轴套611内壁与承压轴3外壁之间且受到挤压、发生弹性形变；弹性件612的反作用力沿着承压轴3的径向并指向承压轴3，使得轴套611更加稳定的套设于承压轴3上，避免轴套611受振动影响(或者承压轴3往复运动的影响)脱离承压轴3。在将波纹管62可拆卸安装于隔离壳2时，无法避免的是在隔离壳2上打孔/槽，由于隔离壳2与波纹管62分别采用了不同的材料制成，在将波纹管62可拆卸连接在隔离壳2的孔/槽上时，二者之间存在间隙，导致金属屑能够沿着此间隙逸出，降低了密封腔64的密封性。而为了进一步加强密封腔64的密封性，请一并参阅图2和图4，作为本实用新型提供的一种减振缓冲装置的一种具体实施方式，波纹管62的下端面上固定连接有沿其径向延伸的连接板63，该连接板63可拆卸连接在隔离壳2上并与隔离壳2无缝贴合，由于连接板63所采用的材料与隔离壳2的材料相同且均具有较强的刚性，因此二者贴合在一起能够避免形成使金属屑逸出的缝隙。并且，连接板63上设有用于使承压轴3穿过的避让孔631。也就是说，连接板63、波纹管62和承压板61围成前述密封腔64。

通过采用上述技术方案，连接板63与隔离壳2的无缝贴合进一步加强了密封腔64的密封性，避免密封腔64内的金属屑逸出。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种减振缓冲装置，其特征在于，包括：

底座，用于固定设置在工作台上；

隔离壳，设置在所述底座上，与所述底座围成隔离腔；

承压轴，沿着所述隔离壳的轴向滑动设置于所述隔离腔内，一端穿出所述隔离壳并用于支撑所述工作台上的设备；所述承压轴的位于所述隔离腔内的部位上设有沿其径向延伸的固定板；

两个减振缓冲件，采用金属橡胶材料制成，沿所述固定板对称设置在所述隔离腔内，其中一个所述减振缓冲件固定在所述底座上，另一个所述减振缓冲件固定在所述隔离壳上，并且两个所述减振缓冲件均向所述固定板凸出，且凸出部位用于与所述固定板抵接。

2.如权利要求1所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述减振缓冲件为半球壳结构，其中心处设有用于使承压轴穿过的安装孔，且凸出部位处于弹性变形状态。

3.如权利要求1所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述底座上设有用于使所述承压轴插入的导向槽。

4.如权利要求3所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述导向槽内设有防护垫，所述防护垫用于与所述承压轴的位于所述隔离腔内的端部抵接。

5.如权利要求4所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述底座包括：

螺纹连接部，位于所述隔离壳内部且与所述隔离壳螺纹连接；所述导向槽设置在所述螺纹连接部上；

抵接部，与所述螺纹连接部一体成型，且与所述隔离壳的端面抵接。

6.如权利要求1所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述承压轴的伸出端可拆卸连接有用于增大所述承压轴的支撑面积的承压板。

7.如权利要求6所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述承压板上设有波纹管，所述波纹管的一端和所述承压板的底面相连，另一端与所述隔离壳可拆卸连接；所述波纹管包绕于所述承压轴外并与所述承压板、所述隔离壳围成和所述隔离腔相连通的密封腔。

8.如权利要求7所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述承压板上设有套设在所述承压轴的伸出端的轴套。

9.如权利要求8所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述轴套的内壁上设有用于抵紧所述承压轴的弹性件。

10.如权利要求7所述的一种减振缓冲装置，其特征在于，所述波纹管通过连接板与所述隔离壳连接，所述连接板的上表面、底面分别与所述波纹管、所述隔离壳无缝相连，并且所述连接板上设有用于使所述承压轴穿过的避让孔。

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