一種金屬橡膠組合減振器的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種金屬橡膠組合減振器，包括有：殼體、底蓋、中心軸、金屬橡膠緩沖元件、金屬橡膠減振元件、連接套、卡環、自攻螺釘、墊圈，在衛星發射主動段可以防止減振器在較大沖擊載荷作用下產生較大的塑性變形而失效，在衛星在軌運行段可以減小星上微振動力學環境對星載有效載荷的振動影響，有效地提高其工作性能。本發明具有結構簡單、體積小、重量輕、減振緩沖效果顯著、環境適應性好、性能穩定、使用壽命長等特點，可以滿足我國星載有效載荷，如高分辨遙感器和高指向精度設備對星上微振動力學環境的限制和要求。
【專利說明】
一種金屬橡膠組合減振器
技術領域
[0001]本發明屬于一種減振緩沖裝置，特別涉及一種用于星上微振動力學環境下星載有效載荷減振緩沖的金屬橡膠組合減振器。
【背景技術】
[0002]衛星在軌運行期間，星載各類轉動部件高速轉動，星載各類大型可控構件驅動機構工作，星載各類大型柔性構件進出陰影冷熱交變誘發，以及變軌調姿期間推力器工作等使星體產生一種幅值較小、頻率較高的微幅抖振，星載光學有效載荷和精密儀器設備對這種微振動極為敏感，嚴重影響星載有效載荷的指向精度、穩定度和成像質量，降低分辨率等重要性能指標。因此，為解決在軌運行段星上微振動力學環境對星載有效載荷的影響，急需研制一種用于星載有效載荷的減振裝置，以滿足我國星載有效載荷，如高分辨遙感器和高指向精度設備對星上微振動力學環境的限制和要求。
[0003]此外，航天結構對減振材料有嚴格的要求，特別是高軌道衛星，對材料的放氣和抗輻射的要求非常高，橡膠類材料難以滿足要求。金屬橡膠是一種彈性多孔材料，由不同牌號和直徑的細金屬絲經螺旋卷繞制、螺旋卷定螺距拉伸、毛坯制備、冷沖壓成型、后處理等一系列工藝制備而成，具有橡膠般的高彈性、大阻尼特性以及金屬優異的物理機械性能，在真空中不揮發，不懼怕輻射環境，耐高/低溫，耐腐蝕，且疲勞老化壽命長，是航空、航天等特定領域內橡膠的最佳替代品。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于提供一種結構簡單，體積小，重量輕，具有優異的減振緩沖性能，且環境適應性好，性能穩定，使用壽命長的金屬橡膠組合減振器，以解決星載有效載荷，如高分辨遙感器和高指向精度設備對星上微振動力學環境的限制和要求。
[0005]本發明的目的是這樣實現的:一種金屬橡膠組合減振器，包括有:
[0006]用于衛星發射主動段防止減振器因承受較大沖擊載荷導致失效的金屬橡膠緩沖元件；
[0007]用于衛星在軌運行段對被減振體進行三向減振的金屬橡膠減振元件；
[0008]用于包容、保護所述金屬橡膠緩沖元件，并將減振器固定在基體上的殼體；
[0009]用于密封所述殼體，并對所述金屬橡膠緩沖元件進行支撐和預緊的底蓋；
[0010]用于安裝所述金屬橡膠緩沖元件和金屬橡膠減振元件的中心軸；
[0011]用于將被減振體連接在減振器上的連接套；
[0012]用于將所述金屬橡膠減振元件固定在所述殼體上的卡環和自攻螺釘；以及
[0013]用于對所述金屬橡膠減振元件進行支撐的墊圈。
[0014]所述殼體外形為圓柱形，帶有多段凸肩，內部為圓柱形空腔，用于包容、保護所述金屬橡膠緩沖元件，所述殼體內腔下部加工有螺紋；所述殼體底部端面上均布有圓柱形通孔，本發明應用時，所述殼體通過螺栓將減振器固定在基體上；所述殼體中部凸肩上沿徑向均布有圓柱形通孔，用于固定所述金屬橡膠減振元件。
[0015]所述底蓋為圓柱形，頂面帶有凹槽，外表面加工有螺紋，通過螺紋與所述殼體連接為一體，并對所述殼體內部的金屬橡膠緩沖元件進行支撐和預緊。
[0016]所述金屬橡膠緩沖元件由兩個相同的空心圓柱形金屬橡膠構件組成，剛度較大，用于承受被減振體的靜載荷，并且在衛星發射主動段防止減振器在較大的沖擊載荷(一般為12g)作用下產生較大的塑性變形而失效。
[0017]所述中心軸為圓柱形，中部帶有凸肩，所述金屬橡膠緩沖元件對稱套裝在所述中心軸凸肩兩側；所述中心軸頭部加工有外螺紋，通過螺紋與所述連接套連接。
[0018]所述連接套外形為圓柱形，內部帶有螺紋孔。本發明應用時，被減振體通過所述連接套連接在所述中心軸上。
[0019]所述金屬橡膠減振元件為薄壁半球形，剛度較小，且三向剛度相同，用于衛星在軌運行段減小星上微振動(一般為0.1g)力學環境對星載光學有效載荷和精密儀器設備的影響，有效地提高其工作性能。
[0020]所述金屬橡膠減振元件頂面為平面，通過頂面的中心孔套在所述中心軸上，下端用所述墊圈進行支撐；所述金屬橡膠減振元件下部圓形開口端套在所述殼體中部的凸肩上，并用所述卡環箍緊。
[0021 ] 所述金屬橡膠緩沖元件及金屬橡膠減振元件的制作方法參見專利“制備金屬橡膠材料構件的編織工藝方法”(專利號為200410028838.8，【公開日】為2004年01月18日)。
[0022]所述卡環為薄壁金屬圓環，外表面沿徑向均布有圓柱形通孔。
[0023]減振器裝配時，所述卡環上的徑向通孔與所述殼體中部凸肩上的徑向通孔對正安裝，所述自攻螺釘從所述卡環的徑向通孔旋入，將所述金屬橡膠減振元件固定在所述殼體和卡環之間。
[0024]本發明采用金屬橡膠構件作為緩沖元件和減振元件，金屬橡膠緩沖元件用于衛星發射主動段防止減振器在較大沖擊載荷作用下產生較大的塑性變形而失效，金屬橡膠減振元件用于減小在軌運行段星上微振動力學環境對星載有效載荷的振動影響，有效提高其工作性能，并且充分發揮金屬橡膠材料在真空中不揮發、抗輻射、耐高/低溫、耐腐蝕等性能，具有結構簡單、體積小、重量輕、減振緩沖效果顯著、環境適應性好、性能穩定、使用壽命長等特點，滿足了我國星載有效載荷，如高分辨遙感器和高指向精度設備對星上微振動力學環境的限制和要求。
[0025]【附圖說明】圖1是本發明的結構示意圖；
[0026]圖2是圖1的俯視圖。
[0027]圖中各標號清單為:1、底蓋；2、自攻螺釘；3、金屬橡膠緩沖元件；4、殼體；5、連接套；6、中心軸；7、塾圈；8、金屬橡I父減振兀件；9、卡環。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。
[0029]如圖1和圖2所示，本發明的一種金屬橡膠組合減振器，包括有:殼體4、底蓋1、中心軸6、金屬橡膠緩沖元件3、金屬橡膠減振元件8、連接套5、墊圈7、卡環9及自攻螺釘2。
[0030]殼體4、底蓋1、中心軸6、連接套5、墊圈7及卡環9均采用鈦合金制備而成，在保證減振器強度的條件下減輕重量。
[0031]如圖1和圖2所示，殼體4外形為圓柱形，并帶有多段凸肩，內部為圓柱形空腔，用于包容、保護金屬橡膠緩沖元件3，殼體4內腔下部還加工有螺紋；殼體4底部端面上均布有圓柱形通孔，本發明應用時，殼體4通過螺栓將減振器固定在基體上；殼體4中部凸肩上沿徑向均布有圓柱形通孔，用于固定金屬橡膠減振元件8。
[0032]如圖1所示，底蓋I為圓柱形，頂面中心加工有圓柱形凹槽，外表面加工有螺紋。減振器裝配時，底蓋I從殼體4內腔下部的螺紋孔旋入，與殼體4連接為一體，并對安裝于殼體4內部的金屬橡膠緩沖元件3進行支撐和預緊。
[0033]如圖1所示，金屬橡膠緩沖元件3由兩個相同的空心圓柱形金屬橡膠構件組成，剛度較大，用于承受被減振體的靜載荷，并且在衛星發射主動段防止減振器在較大的沖擊載荷(一般為12g)作用下產生較大的塑性變形而失效。
[0034]如圖1所示，中心軸6為圓柱形，中部帶有凸肩，頭部加工有外螺紋。減振器裝配時，金屬橡膠緩沖元件3對稱套裝在中心軸6的凸肩兩側，中心軸6下端伸入底蓋I頂面的圓柱形凹槽內，并距離凹槽底面2mm?3mm，中心軸6上端從殼體4頂面的中心孔穿過，通過螺紋與連接套5連接，中心軸6與殼體4、底蓋1、金屬橡膠緩沖元件3之間均為間隙配合。
[0035]如圖1和圖2所示，連接套5外形為圓柱形，內部加工有螺紋孔。本發明應用時，連接套5 —端與中心軸6連接，一端通過螺釘與被減振體連接。為了便于減振器安裝，連接套5外表面中部還加工有凹槽。
[0036]如圖1所示，金屬橡膠減振元件8為薄壁半球形，頂面為平面，并帶有中心孔，減振器裝配時，金屬橡膠減振元件8通過頂面的中心孔套在中心軸6上，與中心軸6之間為間隙配合，頂面下端用墊圈7支撐，下部圓形開口端套在殼體4中部的凸肩上，并用卡環9箍緊。
[0037]金屬橡膠減振元件8剛度較小，且三向剛度相同，用于衛星在軌運行段減小星上微振動(一般為0.1g)力學環境對星載光學有效載荷和精密儀器設備的影響，有效地提高其工作性能。
[0038]金屬橡膠緩沖元件3及金屬橡膠減振元件8均采用不銹鋼絲制備而成，其制作方法的詳細說明參見專利“制備金屬橡膠材料構件的編織工藝方法”(專利號為200410028838.8，【公開日】為 2004 年 01 月 18 日)。
[0039]如圖1和圖2所示，卡環9為薄壁圓環，外表面沿徑向均布有圓柱形通孔，減振器裝配時，卡環9上的徑向通孔與殼體4中部凸肩上的徑向通孔對正安裝，自攻螺釘2從卡環9上的徑向通孔旋入，將金屬橡膠減振元件8固定在殼體4和卡環9之間。
[0040]本發明應用時，采用同一平面內四角對稱布置方式安裝在被減振體與基體之間，由于金屬橡膠緩沖元件3剛度較大，主要承受被減振體靜載荷，對被減振體進行剛性支撐。在衛星發射主動段，金屬橡膠緩沖元件3在較大沖擊載荷作用下將產生小塑性變形(小于Imm)，可避免金屬橡膠減振元件8因發生過大的塑性變形而失效；在衛星在軌運行段，由于金屬橡膠緩沖元件3已產生塑性變形，與中心軸6脫離接觸，不再起減振作用，此時，由金屬橡膠減振兀件8對被減振體進行三向微振動隔尚。
【主權項】
1.一種金屬橡膠組合減振器，其特征在于，包括有: 用于衛星發射主動段防止減振器因承受較大沖擊載荷導致失效的金屬橡膠緩沖元件(3)； 用于衛星在軌運行段對被減振體進行三向減振的金屬橡膠減振元件(8)； 用于包容、保護所述金屬橡膠緩沖元件(3)，并將減振器固定在基體上的殼體(4)； 用于密封所述殼體(4)，并對所述金屬橡膠緩沖元件(3)進行支撐和預緊的底蓋(I)； 用于安裝所述金屬橡膠緩沖元件(3)和金屬橡膠減振元件(8)的中心軸(6)； 用于將被減振體連接在減振器上的連接套(5)； 用于將所述金屬橡膠減振元件(8)固定在所述殼體(4)上的卡環(9)和自攻螺釘(2);以及 用于對所述金屬橡膠減振元件(8)進行支撐的墊圈(7)。2.根據權利要求1所述的一種金屬橡膠組合減振器，其特征在于，所述殼體(4)、底蓋(I)、中心軸￠)、連接套(5)、墊圈(7)及卡環(9)均采用鈦合金制成，所述殼體(4)通過螺紋與所述底蓋(I)連接為一體，本發明應用時，所述殼體(4)通過螺栓將減振器固定在基體上。3.根據權利要求1或2所述的一種金屬橡膠組合減振器，其特征在于，所述中心軸(6)為圓柱形，中部帶有凸肩，頭部加工有外螺紋，減振器裝配時，所述中心軸(6)下端伸入所述底蓋(I)頂面的圓柱形凹槽內，并距離凹槽底面2mm?3mm，所述中心軸(6)上端從所述殼體(4)頂面的中心孔穿過，所述中心軸(6)與所述殼體(4)及底蓋(I)之間均為間隙配入口 ο4.根據權利要求1或3所述的一種金屬橡膠組合減振器，其特征在于，所述連接套(5)外形為圓柱形，外表面中部加工有凹槽，內部加工有螺紋孔，本發明應用時，所述連接套(5)一端通過螺紋與所述中心軸(6)連接，一端通過螺釘與被減振體連接。5.根據權利要求1或3所述的一種金屬橡膠組合減振器，其特征在于，所述金屬橡膠緩沖元件(3)由兩個相同的空心圓柱形金屬橡膠構件組成，減振器裝配時，所述金屬橡膠緩沖元件(3)位于所述殼體(4)內，對稱套裝在所述中心軸(6)的凸肩兩側，并通過所述底蓋(I)預緊，所述金屬橡膠緩沖元件(3)與所述中心軸(6)之間為間隙配合，所述金屬橡膠緩沖元件(3)采用不銹鋼絲制成。6.根據權利要求1或3所述的一種金屬橡膠組合減振器，其特征在于，所述金屬橡膠減振元件(8)為薄壁半球形，頂面為平面，并帶有中心孔，減振器裝配時，所述金屬橡膠減振元件⑶通過頂面的中心孔套在所述中心軸(6)上，與所述中心軸(6)之間為間隙配合，頂面下端用所述墊圈(7)支撐，下部圓形開口端套在所述殼體(4)中部的凸肩上，并用所述卡環(9)箍緊，所述自攻螺釘(2)將所述金屬橡膠減振元件(8)固定在所述殼體(4)和卡環(9)之間，所述金屬橡膠緩沖元件(8)三向剛度相同，采用不銹鋼絲制成。
【文檔編號】F16F7/104GK105889384SQ201410468301
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2014年9月15日
【發明人】白鴻柏, 路純紅, 李冬偉, 曹鳳利, 張培林
【申請人】中國人民解放軍軍械工程學院