CN218844949U - 一种橡胶阻尼减振器及惯性仪表组件安装结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种橡胶阻尼减振器及惯性仪表组件安装结构，该橡胶阻尼减振器包括：一衬套；一骨架，所述骨架上设置安装孔和套设在所述衬套外且与所述衬套相垂直的轴孔；一胶体，所述胶体用于胶接所述衬套和所述骨架。其刚度远小产品其他零组件的刚度，具有沿三个轴的线运动及绕三个轴的角运动共六个自由度，减震效果佳。

Description

一种橡胶阻尼减振器及惯性仪表组件安装结构

技术领域

本实用新型涉及减震器领域，特别是一种橡胶阻尼减振器及惯性仪表组件安装结构。

背景技术

惯性仪表组件为机载导航设备的核心部件，可为提供载机提供三轴线加速度、三轴角速度等数据，实际使用过程中受环境振动和冲击影响，造成惯性仪表组件测量精度较低，无法保证为载机提供真实有效的数据。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种橡胶阻尼减振器及惯性仪表组件安装结构。

本实用新型的目的通过以下技术方案来实现：

本实用新型第一方面提供一种橡胶阻尼减振器，包括：

一衬套；

一骨架，所述骨架上设置安装孔和套设在所述衬套外且与所述衬套相垂直的轴孔；

一胶体，所述胶体用于胶接所述衬套和所述骨架。

在一种可能的设计中，所述轴孔的侧壁设置有至少一个凹槽结构。

在一种可能的设计中，所述凹槽结构呈弧形。

在一种可能的设计中，所述轴孔的侧壁设置有一圈凹槽结构。

在一种可能的设计中，所述骨架上设置有至少一个用于增强所述骨架与胶体之间胶接强度的胶接孔。

在一种可能的设计中，所述胶接孔设置在相邻两个凹槽结构之间。

在一种可能的设计中，所述胶体包括置于骨架一侧的上胶体和置于骨架另一侧且与所述上胶体一体成型的下胶体。

在一种可能的设计中，所述上胶体和下胶体呈碗状。

在一种可能的设计中，所述衬套和/或骨架外设置有一层用于增大表面粗糙度的吹砂层。

本实用新型第二方面提供一种惯性仪表组件安装结构，包括惯性仪表组件、支撑结构件和连接在所述惯性仪表组件、支撑结构件之间的减震器，所述减震器为第一方面及其任一种可能的设计中所述的一种橡胶阻尼减振器。

本实用新型采用上述方案，至少具有以下优点：

本方案中减震器采用上述衬套、骨架和胶体的弹性结构设计，其刚度远小产品其他零组件的刚度，具有沿三个轴的线运动及绕三个轴的角运动共六个自由度，减震效果佳。

附图说明

图1为本实用新型橡胶阻尼减振器的结构示意图；

图2为本实用新型骨架的一结构示意图；

图3为本实用新型衬套的结构示意图；

图4为本实用新型橡胶阻尼减振器的半剖视图；

图5为本实用新型橡胶阻尼减振器的一应用示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施方式的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型第一方面公开了一种橡胶阻尼减振器，包括一衬套2、一骨架1和一胶体3。

骨架1采用以下结构，如图2所示，所述骨架1上设置安装孔11和套设在所述衬套2外且与所述衬套2相垂直的轴孔12。

衬套2可采用如图3所示的结构。胶体3用于胶接所述衬套2和所述骨架1。

采用上述衬套、骨架和胶体的弹性结构设计，其刚度远小产品其他零组件的刚度，具有沿三个轴的线运动及绕三个轴的角运动共六个自由度，减震效果佳。

骨架为减振器提供结构支撑及安装接口，可采用硬度高、耐蚀性好的2Cr13不锈钢。为了进一步的提高骨架与阻尼胶料两者之间的胶结强度，所述轴孔12的侧壁设置有至少一个凹槽结构。凹槽结构可设置一个或者多个。优选的，如图2所示，所述轴孔12的侧壁设置一圈凹槽结构，即设置多个凹槽结构。所述凹槽结构呈弧形。

为了进一步的提高骨架与阻尼胶料两者之间的胶结强度，所述骨架1上设置有至少一个用于增强所述骨架1与胶体3之间胶接强度的胶接孔13。所述胶接孔13设置在相邻两个凹槽结构之间。

采用上述的骨架“梅花瓣”减振骨架构型，增大了阻尼胶料的约束面，为阻尼胶料的自由面设计提供了较大灵活性，便于阻尼胶料获得良好的形状系数、表征弹性模量和刚度范围，也加强了减振骨架与阻尼胶料两者之间的胶结强度，避免了负载振动下脱胶引起的减振功能降低及失效。还可对骨架表面进行吹砂工艺处理，以在骨架表面形成一层吹砂层，增大表面粗糙度，进一步提高了减振器骨架与阻尼胶料之间的胶结可靠性及成品安装后的机械阻尼特性。

衬套为减振器提供结构支撑及安装接口，设计为圆柱体结构，可采用硬度高、耐蚀性好的2Cr13不锈钢。为了进一步提高衬套与阻尼胶料之间的胶结可靠性，所述衬套外设置有一层用于增大表面粗糙度的吹砂层。吹砂层即采用吹砂工艺对衬套表面进行处理，增大表面粗糙度，提高了衬套与阻尼胶料之间的胶结可靠性及成品安装后的机械阻尼特性。

胶体3提供有效减震，可选用SE2045硅橡胶材料，是一种多向同性的多分子高聚合物，具有较高弹性模量宏观表征以及较高的阻尼系数微观本质，通过对胶体材料进行合理科学配方，使其参数满足减振要求。为了进一步的提高减震器的减震效果，所述胶体3包括置于骨架1一侧的上胶体31和置于骨架1另一侧且与所述上胶体31一体成型的下胶体32。所述上胶体31和下胶体32呈碗状。即胶体设计了一种“碗式”构型，有效的提高减振器的减振效果。

本方案将减振器骨架设计了一种“梅花瓣”减振骨架构型，增大了阻尼胶料的约束面，为阻尼胶料的自由面设计提供了较大灵活性，便于阻尼胶料获得良好的形状系数、表征弹性模量和刚度范围，也加强了减振骨架与阻尼胶料两者之间的胶结强度，避免了负载振动下脱胶引起的减振功能降低及失效。

采用上述结构，其减振效果好，减振器在低频范围内具有较小的阻尼，使系统具有良好的减振频率，抗冲击和稳定性好；环境适应性，减振器的橡胶材料具有优异的耐高低温性能及卓越的耐候性，可在-100℃～250℃范围内长期使用，且在-60℃～220℃范围内性能非常稳定。

本实用新型第二方面公开了一种惯性仪表组件安装结构，包括惯性仪表组件、支撑结构件和连接在所述惯性仪表组件、支撑结构件之间的减震器A，所述减震器A为第一方面及其任一种可能的设计中所述的一种橡胶阻尼减振器。

惯性仪表组件可以是挠性惯导、光纤惯导产品的惯性仪表组件，支撑结构可以是机箱。惯性仪表组件必须得以保护从而避免受到支撑结构振动产生的动态载荷即机械振动或冲击的影响。由于减振器为弹性元件，其刚度远小产品其他零组件的刚度，因此在进行减振系统设计时，将陀螺、加速度计、仪表支架组成的惯性仪表组件以及机箱视为刚体。该刚体具有沿三个轴的线运动及绕三个轴的角运动共六个自由度。在一种具体的安装场景中，如图5所示，包括加速度计组件41、陀螺42、陀螺支架座43、陀螺支架44、转接板支柱45、减震器支柱46。加速度计组件41、陀螺42置于陀螺支架44上，减震器A的骨架1通过安装孔11与螺栓5固定在陀螺支架44上；减震器支柱46穿过衬套2后一端与转接板支柱45连接，另一端置于陀螺支架座43上。采用上述结构，可为陀螺、加速度计提供良好的工作环境，实现惯性仪表组件的减振，保障惯性仪表组件精度的同时确保惯性元件的性能和寿命。

根据机载导航设备类产品幅频特性曲线可知，一个减振系统的性能，由其质量、刚度、阻尼特性所决定。理想的减振器应该是减振系统的固有频率低，一般频率比ω/ω_n(ω为振源频率)在2.5～4.5之间取值，根据ω振源频率即可计算出目标值：减振系统的固有频率ω_n。

根据

减振系统的固有频率ω_n和惯性仪表组件质量m、以及减振器的等效刚度k有关，因此陀螺、加计、仪表支架质量确定后，只能通过调整减振系统的的等效刚度k，来达到使ω_n处与低频范围内这一目的。因此，为了使ω_n处于低频范围，可以降低k值。但减振器刚度k不能太小，如果取值太小，减振器将变得很“软”，导致惯性仪表组件平台失稳。

橡胶材料另外一个重要参数就是其高阻尼特点。当惯性仪表组件平台受到来自载机的随机振动时，惯性仪表组件平台产生受迫振动，当惯性仪表组件平台与机箱之间“插入”橡胶减振器后，由于与橡胶的阻尼特点，可“损耗”部分机械振动能量，从而达到减振的目的。因此，橡胶的阻尼特性是其可以作为弹性元件而减振的本质原因，其性能必须加以控制。一般而言，减振器的阻尼值是根据共振放大区的放大倍数而决定的，在此区域，减振器的阻尼系数越大，则放大倍数越小，但阻尼系数选择较大，会导致其固有频率增大，不利于减振效率的提升，阻尼比ζ的选取应使减振系统的共振放大倍数≤3倍。

决定减振器的主要参数为刚度k、阻尼比ζ。根据减振系统的减振要求，对橡胶进行合理科学配方，以达到减振器的目标刚度k和阻尼比ζ。

由于橡胶材料与金属弹簧相比，其载荷与位移是非线性的，卸载后，橡胶不能恢复到加载前的初始位置，出现位移相对载荷的滞后现象，如图2所示。

因此，每个减振器的三轴线刚度k_x、y、z和三轴角刚度k_α、β、γ要求为近似等刚度而严格控制，并对四个减振器成组在静载荷条件下静线刚度k要求尽量一致(k1≈k2≈k3≈k4)为最佳。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种橡胶阻尼减振器，其特征在于，包括：

一衬套(2)；

一骨架(1)，所述骨架(1)上设置安装孔(11)和套设在所述衬套(2)外且与所述衬套(2)相垂直的轴孔(12)；

一胶体(3)，所述胶体(3)用于胶接所述衬套(2)和所述骨架(1)。

2.根据权利要求1所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述轴孔(12)的侧壁设置有至少一个凹槽结构。

3.根据权利要求2所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述凹槽结构呈弧形。

4.根据权利要求2所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述轴孔(12)的侧壁设置有一圈凹槽结构。

5.根据权利要求2所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述骨架(1)上设置有至少一个用于增强所述骨架(1)与胶体(3)之间胶接强度的胶接孔(13)。

6.根据权利要求5所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述胶接孔(13)设置在相邻两个凹槽结构之间。

7.根据权利要求1所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述胶体(3)包括置于骨架(1)一侧的上胶体(31)和置于骨架(1)另一侧且与所述上胶体(31)一体成型的下胶体(32)。

8.根据权利要求7所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述上胶体(31)和下胶体(32)呈碗状。

9.根据权利要求1所述的一种橡胶阻尼减振器，其特征在于：所述衬套(2)和/或骨架(1)外设置有一层用于增大表面粗糙度的吹砂层。

10.一种惯性仪表组件安装结构，其特征在于：包括惯性仪表组件、支撑结构件和连接在所述惯性仪表组件、支撑结构件之间的减震器，所述减震器为权利要求1至9任一所述的一种橡胶阻尼减振器。

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