一种金属橡胶组合减振器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属橡胶组合减振器，包括有：壳体、底盖、中心轴、金属橡胶缓冲元件、金属橡胶减振元件、连接套、卡环、自攻螺钉、垫圈，在卫星发射主动段可以防止减振器在较大冲击载荷作用下产生较大的塑性变形而失效，在卫星在轨运行段可以减小星上微振动力学环境对星载有效载荷的振动影响，有效地提高其工作性能。本发明具有结构简单、体积小、重量轻、减振缓冲效果显著、环境适应性好、性能稳定、使用寿命长等特点，可以满足我国星载有效载荷，如高分辨遥感器和高指向精度设备对星上微振动力学环境的限制和要求。
【专利说明】
一种金属橡胶组合减振器
技术领域
[0001]本发明属于一种减振缓冲装置，特别涉及一种用于星上微振动力学环境下星载有效载荷减振缓冲的金属橡胶组合减振器。
【背景技术】
[0002]卫星在轨运行期间，星载各类转动部件高速转动，星载各类大型可控构件驱动机构工作，星载各类大型柔性构件进出阴影冷热交变诱发，以及变轨调姿期间推力器工作等使星体产生一种幅值较小、频率较高的微幅抖振，星载光学有效载荷和精密仪器设备对这种微振动极为敏感，严重影响星载有效载荷的指向精度、稳定度和成像质量，降低分辨率等重要性能指标。因此，为解决在轨运行段星上微振动力学环境对星载有效载荷的影响，急需研制一种用于星载有效载荷的减振装置，以满足我国星载有效载荷，如高分辨遥感器和高指向精度设备对星上微振动力学环境的限制和要求。
[0003]此外，航天结构对减振材料有严格的要求，特别是高轨道卫星，对材料的放气和抗辐射的要求非常高，橡胶类材料难以满足要求。金属橡胶是一种弹性多孔材料，由不同牌号和直径的细金属丝经螺旋卷绕制、螺旋卷定螺距拉伸、毛坯制备、冷冲压成型、后处理等一系列工艺制备而成，具有橡胶般的高弹性、大阻尼特性以及金属优异的物理机械性能，在真空中不挥发，不惧怕辐射环境，耐高/低温，耐腐蚀，且疲劳老化寿命长，是航空、航天等特定领域内橡胶的最佳替代品。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种结构简单，体积小，重量轻，具有优异的减振缓冲性能，且环境适应性好，性能稳定，使用寿命长的金属橡胶组合减振器，以解决星载有效载荷，如高分辨遥感器和高指向精度设备对星上微振动力学环境的限制和要求。
[0005]本发明的目的是这样实现的:一种金属橡胶组合减振器，包括有:
[0006]用于卫星发射主动段防止减振器因承受较大冲击载荷导致失效的金属橡胶缓冲元件；
[0007]用于卫星在轨运行段对被减振体进行三向减振的金属橡胶减振元件；
[0008]用于包容、保护所述金属橡胶缓冲元件，并将减振器固定在基体上的壳体；
[0009]用于密封所述壳体，并对所述金属橡胶缓冲元件进行支撑和预紧的底盖；
[0010]用于安装所述金属橡胶缓冲元件和金属橡胶减振元件的中心轴；
[0011]用于将被减振体连接在减振器上的连接套；
[0012]用于将所述金属橡胶减振元件固定在所述壳体上的卡环和自攻螺钉；以及
[0013]用于对所述金属橡胶减振元件进行支撑的垫圈。
[0014]所述壳体外形为圆柱形，带有多段凸肩，内部为圆柱形空腔，用于包容、保护所述金属橡胶缓冲元件，所述壳体内腔下部加工有螺纹；所述壳体底部端面上均布有圆柱形通孔，本发明应用时，所述壳体通过螺栓将减振器固定在基体上；所述壳体中部凸肩上沿径向均布有圆柱形通孔，用于固定所述金属橡胶减振元件。
[0015]所述底盖为圆柱形，顶面带有凹槽，外表面加工有螺纹，通过螺纹与所述壳体连接为一体，并对所述壳体内部的金属橡胶缓冲元件进行支撑和预紧。
[0016]所述金属橡胶缓冲元件由两个相同的空心圆柱形金属橡胶构件组成，刚度较大，用于承受被减振体的静载荷，并且在卫星发射主动段防止减振器在较大的冲击载荷(一般为12g)作用下产生较大的塑性变形而失效。
[0017]所述中心轴为圆柱形，中部带有凸肩，所述金属橡胶缓冲元件对称套装在所述中心轴凸肩两侧；所述中心轴头部加工有外螺纹，通过螺纹与所述连接套连接。
[0018]所述连接套外形为圆柱形，内部带有螺纹孔。本发明应用时，被减振体通过所述连接套连接在所述中心轴上。
[0019]所述金属橡胶减振元件为薄壁半球形，刚度较小，且三向刚度相同，用于卫星在轨运行段减小星上微振动(一般为0.1g)力学环境对星载光学有效载荷和精密仪器设备的影响，有效地提高其工作性能。
[0020]所述金属橡胶减振元件顶面为平面，通过顶面的中心孔套在所述中心轴上，下端用所述垫圈进行支撑；所述金属橡胶减振元件下部圆形开口端套在所述壳体中部的凸肩上，并用所述卡环箍紧。
[0021 ] 所述金属橡胶缓冲元件及金属橡胶减振元件的制作方法参见专利“制备金属橡胶材料构件的编织工艺方法”(专利号为200410028838.8，【公开日】为2004年01月18日)。
[0022]所述卡环为薄壁金属圆环，外表面沿径向均布有圆柱形通孔。
[0023]减振器装配时，所述卡环上的径向通孔与所述壳体中部凸肩上的径向通孔对正安装，所述自攻螺钉从所述卡环的径向通孔旋入，将所述金属橡胶减振元件固定在所述壳体和卡环之间。
[0024]本发明采用金属橡胶构件作为缓冲元件和减振元件，金属橡胶缓冲元件用于卫星发射主动段防止减振器在较大冲击载荷作用下产生较大的塑性变形而失效，金属橡胶减振元件用于减小在轨运行段星上微振动力学环境对星载有效载荷的振动影响，有效提高其工作性能，并且充分发挥金属橡胶材料在真空中不挥发、抗辐射、耐高/低温、耐腐蚀等性能，具有结构简单、体积小、重量轻、减振缓冲效果显著、环境适应性好、性能稳定、使用寿命长等特点，满足了我国星载有效载荷，如高分辨遥感器和高指向精度设备对星上微振动力学环境的限制和要求。
[0025]【附图说明】图1是本发明的结构示意图；
[0026]图2是图1的俯视图。
[0027]图中各标号清单为:1、底盖；2、自攻螺钉；3、金属橡胶缓冲元件；4、壳体；5、连接套；6、中心轴；7、塾圈；8、金属橡I父减振兀件；9、卡环。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步详细描述。
[0029]如图1和图2所示，本发明的一种金属橡胶组合减振器，包括有:壳体4、底盖1、中心轴6、金属橡胶缓冲元件3、金属橡胶减振元件8、连接套5、垫圈7、卡环9及自攻螺钉2。
[0030]壳体4、底盖1、中心轴6、连接套5、垫圈7及卡环9均采用钛合金制备而成，在保证减振器强度的条件下减轻重量。
[0031]如图1和图2所示，壳体4外形为圆柱形，并带有多段凸肩，内部为圆柱形空腔，用于包容、保护金属橡胶缓冲元件3，壳体4内腔下部还加工有螺纹；壳体4底部端面上均布有圆柱形通孔，本发明应用时，壳体4通过螺栓将减振器固定在基体上；壳体4中部凸肩上沿径向均布有圆柱形通孔，用于固定金属橡胶减振元件8。
[0032]如图1所示，底盖I为圆柱形，顶面中心加工有圆柱形凹槽，外表面加工有螺纹。减振器装配时，底盖I从壳体4内腔下部的螺纹孔旋入，与壳体4连接为一体，并对安装于壳体4内部的金属橡胶缓冲元件3进行支撑和预紧。
[0033]如图1所示，金属橡胶缓冲元件3由两个相同的空心圆柱形金属橡胶构件组成，刚度较大，用于承受被减振体的静载荷，并且在卫星发射主动段防止减振器在较大的冲击载荷(一般为12g)作用下产生较大的塑性变形而失效。
[0034]如图1所示，中心轴6为圆柱形，中部带有凸肩，头部加工有外螺纹。减振器装配时，金属橡胶缓冲元件3对称套装在中心轴6的凸肩两侧，中心轴6下端伸入底盖I顶面的圆柱形凹槽内，并距离凹槽底面2mm?3mm，中心轴6上端从壳体4顶面的中心孔穿过，通过螺纹与连接套5连接，中心轴6与壳体4、底盖1、金属橡胶缓冲元件3之间均为间隙配合。
[0035]如图1和图2所示，连接套5外形为圆柱形，内部加工有螺纹孔。本发明应用时，连接套5 —端与中心轴6连接，一端通过螺钉与被减振体连接。为了便于减振器安装，连接套5外表面中部还加工有凹槽。
[0036]如图1所示，金属橡胶减振元件8为薄壁半球形，顶面为平面，并带有中心孔，减振器装配时，金属橡胶减振元件8通过顶面的中心孔套在中心轴6上，与中心轴6之间为间隙配合，顶面下端用垫圈7支撑，下部圆形开口端套在壳体4中部的凸肩上，并用卡环9箍紧。
[0037]金属橡胶减振元件8刚度较小，且三向刚度相同，用于卫星在轨运行段减小星上微振动(一般为0.1g)力学环境对星载光学有效载荷和精密仪器设备的影响，有效地提高其工作性能。
[0038]金属橡胶缓冲元件3及金属橡胶减振元件8均采用不锈钢丝制备而成，其制作方法的详细说明参见专利“制备金属橡胶材料构件的编织工艺方法”(专利号为200410028838.8，【公开日】为 2004 年 01 月 18 日)。
[0039]如图1和图2所示，卡环9为薄壁圆环，外表面沿径向均布有圆柱形通孔，减振器装配时，卡环9上的径向通孔与壳体4中部凸肩上的径向通孔对正安装，自攻螺钉2从卡环9上的径向通孔旋入，将金属橡胶减振元件8固定在壳体4和卡环9之间。
[0040]本发明应用时，采用同一平面内四角对称布置方式安装在被减振体与基体之间，由于金属橡胶缓冲元件3刚度较大，主要承受被减振体静载荷，对被减振体进行刚性支撑。在卫星发射主动段，金属橡胶缓冲元件3在较大冲击载荷作用下将产生小塑性变形(小于Imm)，可避免金属橡胶减振元件8因发生过大的塑性变形而失效；在卫星在轨运行段，由于金属橡胶缓冲元件3已产生塑性变形，与中心轴6脱离接触，不再起减振作用，此时，由金属橡胶减振兀件8对被减振体进行三向微振动隔尚。
【主权项】
1.一种金属橡胶组合减振器，其特征在于，包括有: 用于卫星发射主动段防止减振器因承受较大冲击载荷导致失效的金属橡胶缓冲元件(3)； 用于卫星在轨运行段对被减振体进行三向减振的金属橡胶减振元件(8)； 用于包容、保护所述金属橡胶缓冲元件(3)，并将减振器固定在基体上的壳体(4)； 用于密封所述壳体(4)，并对所述金属橡胶缓冲元件(3)进行支撑和预紧的底盖(I)； 用于安装所述金属橡胶缓冲元件(3)和金属橡胶减振元件(8)的中心轴(6)； 用于将被减振体连接在减振器上的连接套(5)； 用于将所述金属橡胶减振元件(8)固定在所述壳体(4)上的卡环(9)和自攻螺钉(2);以及 用于对所述金属橡胶减振元件(8)进行支撑的垫圈(7)。2.根据权利要求1所述的一种金属橡胶组合减振器，其特征在于，所述壳体(4)、底盖(I)、中心轴￠)、连接套(5)、垫圈(7)及卡环(9)均采用钛合金制成，所述壳体(4)通过螺纹与所述底盖(I)连接为一体，本发明应用时，所述壳体(4)通过螺栓将减振器固定在基体上。3.根据权利要求1或2所述的一种金属橡胶组合减振器，其特征在于，所述中心轴(6)为圆柱形，中部带有凸肩，头部加工有外螺纹，减振器装配时，所述中心轴(6)下端伸入所述底盖(I)顶面的圆柱形凹槽内，并距离凹槽底面2mm?3mm，所述中心轴(6)上端从所述壳体(4)顶面的中心孔穿过，所述中心轴(6)与所述壳体(4)及底盖(I)之间均为间隙配入口 ο4.根据权利要求1或3所述的一种金属橡胶组合减振器，其特征在于，所述连接套(5)外形为圆柱形，外表面中部加工有凹槽，内部加工有螺纹孔，本发明应用时，所述连接套(5)一端通过螺纹与所述中心轴(6)连接，一端通过螺钉与被减振体连接。5.根据权利要求1或3所述的一种金属橡胶组合减振器，其特征在于，所述金属橡胶缓冲元件(3)由两个相同的空心圆柱形金属橡胶构件组成，减振器装配时，所述金属橡胶缓冲元件(3)位于所述壳体(4)内，对称套装在所述中心轴(6)的凸肩两侧，并通过所述底盖(I)预紧，所述金属橡胶缓冲元件(3)与所述中心轴(6)之间为间隙配合，所述金属橡胶缓冲元件(3)采用不锈钢丝制成。6.根据权利要求1或3所述的一种金属橡胶组合减振器，其特征在于，所述金属橡胶减振元件(8)为薄壁半球形，顶面为平面，并带有中心孔，减振器装配时，所述金属橡胶减振元件⑶通过顶面的中心孔套在所述中心轴(6)上，与所述中心轴(6)之间为间隙配合，顶面下端用所述垫圈(7)支撑，下部圆形开口端套在所述壳体(4)中部的凸肩上，并用所述卡环(9)箍紧，所述自攻螺钉(2)将所述金属橡胶减振元件(8)固定在所述壳体(4)和卡环(9)之间，所述金属橡胶缓冲元件(8)三向刚度相同，采用不锈钢丝制成。
【文档编号】F16F7/104GK105889384SQ201410468301
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年9月15日
【发明人】白鸿柏, 路纯红, 李冬伟, 曹凤利, 张培林
【申请人】中国人民解放军军械工程学院