一種軸端金屬減震器的制造方法
【專利摘要】一種軸端金屬減震器，它包括有軸端法蘭座，軸端座，壓蓋，技術(shù)要點是：包括軸向及徑向減振結(jié)構(gòu)；軸向減振結(jié)構(gòu)為：在軸端法蘭座上設置有一環(huán)形隔離減振體，該減振體通過壓蓋及外壓蓋限位在軸端法蘭座上；徑向減振結(jié)構(gòu)為：在軸端座上設置有一環(huán)形減振體，該減振體通過異形蓋及T形蓋限位在軸端座上，軸端座與減振體邊沿處還連有一擋圈；軸向及徑向減振結(jié)構(gòu)通過壓蓋、外壓蓋、T形蓋、異形蓋連接，且通過軸端座與擋圈螺紋緊固連接為一完整的減振系統(tǒng)。結(jié)構(gòu)件之間相互運動產(chǎn)生摩擦阻尼，各方向剛度近似相等和近似相同的固有頻率，且固有頻率更低，從而減震器在各方向的理想減振效果。固有頻率20Hz以下，諧振放大倍數(shù)小于2，減震效果大于80%。
【專利說明】一種軸端金屬減震器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及振動【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說是一種安裝在軸或軸狀結(jié)構(gòu)兩端上的軸端金屬減震器。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)振動產(chǎn)生的后果都是有害的，為了減少振動帶來的有害后果，就需要一種載體來隔離或減少振動產(chǎn)生的危害，這種載體就叫做減震器。減震器自產(chǎn)生以來，以其獨特的結(jié)構(gòu)和作用，被廣泛應用于航空、航天、艦船、大型機械和化工領(lǐng)域的防振系統(tǒng)?，F(xiàn)有技術(shù)中，減震器大多為橡膠制品或金屬與橡膠制品的組合，盡管減震效果良好，但它們在起到減振的同時也暴露出諸多缺點，如:受到結(jié)構(gòu)和原材料的限制，安裝方式單一固定，減振也是單一方向，且本身固有頻率高，阻尼較小，共振時諧振放大倍數(shù)高，這樣勢必會影響整體的減振效果，更重要的是橡膠制品受到橡膠材料本身的制約，易老化，制品使用壽命短；使用溫度在_3(T+85°C，適應環(huán)境溫度能力差，特別是滿足不了惡劣條件下的使用要求。近年來，隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了全金屬減震器，但是，還是沒能解決安裝方式及應用條件限制的問題，安裝形式只能采用底部支撐，偶爾出現(xiàn)的側(cè)掛安裝方式減振效果也是大打折扣，受安裝方式的限制多數(shù)系統(tǒng)會搞得復雜，增加制造成本，對于長軸來說就更不適應了。且現(xiàn)有減震器的金屬件采用不銹鋼或碳鋼材料，抗沖擊能力差，對有質(zhì)量要求或強腐蝕性環(huán)境就更加不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種結(jié)構(gòu)合理的軸端金屬減震器。該減震器可以取代軸承，安裝在軸的兩端。承載方面，既可以承受軸向載荷，又可以承受徑向載荷，進而完成在空間任意方向起到隔離及減少振動的作用；其組件采用金屬鈦合金構(gòu)件，使之具有更好的抗沖擊能力和適應惡劣環(huán)境能力。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:它包括有軸端法蘭座，軸端座，壓蓋，其特征是:該減震器包括軸向減振結(jié)構(gòu)及徑向減振結(jié)構(gòu)；所述軸向減振結(jié)構(gòu)為:在軸端法蘭座上設置有一環(huán)形隔離減振體，該環(huán)形隔離減振體通過壓蓋及外壓蓋限位在軸端法蘭座上；徑向減振結(jié)構(gòu)為:在軸端座上設置有一環(huán)形減振體，該環(huán)形減振體通過異形蓋及T形蓋限位在軸端座上，軸端座與環(huán)形減振體邊沿處還螺紋連接有一擋圈；軸向減振結(jié)構(gòu)與徑向減振結(jié)構(gòu)通過壓蓋、外壓蓋、T形蓋、異形蓋連接，且通過軸端座與擋圈螺紋緊固連接為一體結(jié)構(gòu)，形成
一個完整的減振系統(tǒng)。
[0005]本發(fā)明所述的環(huán)形隔離減振體的結(jié)構(gòu)為:在金屬鈦合金構(gòu)件的結(jié)構(gòu)腔內(nèi)充填有不銹鋼彈性絲纏繞的蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0006]本發(fā)明所 述的環(huán)形減振體的結(jié)構(gòu)為:在金屬鈦合金構(gòu)件的結(jié)構(gòu)腔內(nèi)充填有不銹鋼彈性絲纏繞的蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
[0007]本發(fā)明所述的不銹鋼彈性絲的直徑為0.1~0.2mm,將其繞制成外徑為3~5mm的彈黃絲。
[0008]本發(fā)明還包括:在軸端座與環(huán)形減振體之間還設有墊圈。
[0009]本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)件組件采用金屬鈦合金Tc4 (T1-6A1_4V)材料，材料本身具有熔點高、密度??；非磁性，熱、電傳導率低；線膨脹系數(shù)約為不銹鋼的一半，鋁合金的1/3，這樣對溫度變化而引起的尺寸及形狀變化很小，使減震器能適應飛行器在發(fā)射到飛行過程中溫度由+20(T300°C至-5(T80°C的瞬時變化；各零件采用高端的加工手段加工成1~1.5mm薄壁件，使之質(zhì)量更輕；很好適應有質(zhì)量要求的減振系統(tǒng)，鈦合金的另一特性耐高低溫、不銹、耐腐蝕，使得減震器能更好點的適應惡劣環(huán)境，使之具有更高的強度和更好的抗沖擊能力。
[0010]本發(fā)明還具有如下優(yōu)點:
1.安裝方式更合理?？梢愿鶕?jù)軸的要求來設計減震器的安裝接口。
[0011]2.良好的減震性能。結(jié)構(gòu)件之間相互運動產(chǎn)生摩擦阻尼，使得各方向剛度近似相等和近似相同的固有頻率，且固有頻率更低，從而減震器在各方向具有相同的理想減振效果。固有頻率20Hz以下，諧振放大倍數(shù)小于2，減震效果大于80%。
[0012]3.采用高性能、高強度金屬鈦合金材料，減震器具有更好的抗沖擊性。可承受三個方向50g, 8~12ms的沖擊。 [0013]4.全金屬鈦合金結(jié)構(gòu)，質(zhì)量更輕，更好的抗腐蝕能力，減震器滿足各種環(huán)境，而且還具有結(jié)構(gòu)合理、安全可靠、應用范圍寬，使用壽命長等優(yōu)點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明的視剖視結(jié)構(gòu)示意簡圖；
圖2是本發(fā)明的安裝示意圖。
[0015]附圖主要部分的符號說明
1為軸端法蘭座，2為軸端座,3為異形蓋,4為環(huán)形減振體,5為環(huán)形隔離減振體,6為T形蓋，7為擋圈，8為壓蓋，9為軸端蓋，10為墊圈，11為外壓蓋，12，13固定安裝孔，14為減振軸樣件，15為安裝座。
[0016]下面將結(jié)合附圖通過實例對本發(fā)明作進一步詳細說明，但下述的實例僅僅是本發(fā)明其中的例子而已，并不代表本發(fā)明所限定的權(quán)利保護范圍，本發(fā)明的權(quán)利保護范圍以權(quán)利要求書為準。
【具體實施方式】
[0017]實施例1
如圖1-2所示，圖中的1為軸端法蘭座,2為軸端座,8為壓蓋,9為軸端蓋,11為外壓蓋，該減震器包括軸向減振結(jié)構(gòu)及徑向減振結(jié)構(gòu)；所述軸端金屬減震器的軸向減振結(jié)構(gòu)由壓蓋8和外壓蓋11將環(huán)形隔離減振體5固定于軸端法蘭座1上，軸端蓋9通過螺紋與軸端法蘭座1緊固連接形成整體；徑向減振結(jié)構(gòu)由異形蓋3和T形蓋6將環(huán)形隔振體4通過墊圈10過渡與軸端座2連在一起，擋圈7通過螺紋與軸端座2緊固在一起形成一整體；軸向系統(tǒng)與徑向系統(tǒng)通過壓蓋8、外壓蓋11、T形蓋6、異形蓋3連接，被軸端座2與擋圈7通過螺紋緊固連接在一起，形成^完整的減振系統(tǒng)。[0018]主體減振元件為金屬阻尼網(wǎng)絲，其材質(zhì)為直徑是0.1~0.2mm不銹鋼彈性絲，將其繞制成外徑3~5mm彈簧絲，然后根據(jù)設計的空間結(jié)構(gòu)的需要來秤取相應的質(zhì)量并按設計要求由模具制作成所需的形狀。將其置于金屬鈦合金構(gòu)件的結(jié)構(gòu)腔內(nèi)，減振元件內(nèi)部結(jié)構(gòu)為由不銹鋼彈性絲纏繞的蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，這樣在受到振動力的作用時蜂窩網(wǎng)形狀可以做任意的改變，形狀改變過程中網(wǎng)絲間相互摩擦，形成阻尼作用，從而吸收和消耗大部分振動力所產(chǎn)生的能量，起到減振的作用；外部組件全部采用金屬鈦合金材料制成，將其按設計要求組裝在一起，使之與主體減震元件形成一個整體，在受到外載荷作用時，組件間即做相對運動又相互制約，通過它們之間相互作用產(chǎn)生相對位移得到摩擦阻尼，從而使得減震器空間六自由度方向剛度近似相等，獲得每個方向有相同的固有頻率，同時由于摩擦運動產(chǎn)生的阻尼效應，大大降低了諧振時的放大倍數(shù)，從而使減震器獲得在整個振動周期內(nèi)，在各個反方向都能起到良好的減振效果。
[0019]本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)件采用金屬鈦合金TC4材料，各結(jié)構(gòu)件經(jīng)表面處理后，表面硬度可達HRC60，這樣使得所有結(jié)構(gòu)件既有強度，又有韌性，具備了抗強沖擊能力；鈦合金本身密度很小，僅為碳鋼的一半，這樣使減震器質(zhì)量更輕，很好適應有質(zhì)量要求的減振系統(tǒng)，鈦合金的另一特性耐高低溫、不銹、耐腐蝕，使得減震器能更好點的適應惡劣環(huán)境。
[0020]本發(fā)明軸端金屬減震器的安裝方式:如圖2所示，螺栓通過螺紋安裝孔12與減振軸樣件14相連；固定安裝孔13通過螺栓與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安裝座15連接，使本發(fā)明的減震器與減振軸樣件14剛性連接在一起，形成一體結(jié)構(gòu)。
[0021] 當軸端金屬減震器受到軸向載荷作用時，由軸帶動法蘭座1和軸端蓋9，從而帶動壓蓋8與外壓蓋11沿軸向運動，使環(huán)形隔離減振體5壓縮變形，起到減振作用。同時壓蓋
8、外壓蓋11分別于T形蓋6、異形蓋3做相對摩擦運動，產(chǎn)生摩擦阻尼，環(huán)形隔離減振體5壓縮變形的同時同樣產(chǎn)生阻尼，兩種阻尼共同作用，抑制受外載荷作用振動時在軸向產(chǎn)生的力的放大，增加減震效果。
[0022]當軸端金屬減震器受到徑向載荷作用時，由軸及軸向減震系統(tǒng)一起推動T形蓋6與異形蓋3沿徑向方向運動，使環(huán)形減振體4產(chǎn)生壓縮變形，起到減震作用。同時T形蓋6，異形蓋3與墊圈10形成整體分別與擋圈7、軸端座2做相對摩擦運動，產(chǎn)生摩擦阻尼，環(huán)形減振體4受壓變形時同樣產(chǎn)生阻尼，兩種阻尼共同作用，抑制外載荷作用振動時在徑向產(chǎn)生的力的放大，減震器達到理想的減振效果，從而實現(xiàn)了本發(fā)明的目的。
[0023]下述為本發(fā)明實施例中的相關(guān)實驗數(shù)據(jù):
1.正弦實驗:加載10-50Ηζ，幅值0.7mm ;50-400Ηζ，力值7g。
[0024]軸向:1#2#3#4#
固有頻率 20.1320.8920.6720.52
放大倍數(shù) 2.031.932.172.07
經(jīng)向:1#2#3#4#
固有頻率 20.5419.8220.8520.91
放大倍數(shù) L 541.481.521.53
2.隨機實驗:加載RMS=4.43g
軸向:1#2#3#4#
加載4.43 g4.43g4.43g4.43g響應0.908 g0.709g 0.709g0.829g
經(jīng)向:1#2#3#4#
加載4.43g4.43g4.43g4.43g
響應1.058g0.956g 0.998g0.975g
以上實驗數(shù)據(jù)表明隔振器的固有頻率2(T21Hz，放大倍數(shù)基本小于2，減震效率大于
80%。
【權(quán)利要求】
1.一種軸端金屬減震器，它包括有軸端法蘭座，軸端座，壓蓋，其特征是:該減震器包括軸向減振結(jié)構(gòu)及徑向減振結(jié)構(gòu)；所述軸向減振結(jié)構(gòu)為:在軸端法蘭座上設置有一環(huán)形隔離減振體，該環(huán)形隔離減振體通過壓蓋及外壓蓋限位在軸端法蘭座上；徑向減振結(jié)構(gòu)為:在軸端座上設置有一環(huán)形減振體，該環(huán)形減振體通過異形蓋及T形蓋限位在軸端座上，軸端座與環(huán)形減振體邊沿處還螺紋連接有一擋圈；軸向減振結(jié)構(gòu)與徑向減振結(jié)構(gòu)通過壓蓋、外壓蓋、T形蓋、異形蓋連接，且通過軸端座與擋圈螺紋緊固連接為一體結(jié)構(gòu)，形成一個完整的減振系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸端金屬減震器，其特征是:所述環(huán)形隔離減振體的結(jié)構(gòu)為:在金屬鈦合金構(gòu)件的結(jié)構(gòu)腔內(nèi)充填有不銹鋼彈性絲纏繞的蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸端金屬減震器，其特征是:所述環(huán)形減振體的結(jié)構(gòu)為:在金屬鈦合金構(gòu)件的結(jié)構(gòu)腔內(nèi)充填有不銹鋼彈性絲纏繞的蜂窩網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的軸端金屬減震器，其特征是:不銹鋼彈性絲的直徑為0.1?0.2mm,將其繞制成外徑為3?5mm的彈簧絲。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軸端金屬減震器，其特征是:在軸端座與環(huán)形減振體之間還設有墊圈。
【文檔編號】F16F15/12GK103727173SQ201310619402
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年11月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月29日
【發(fā)明者】張軍, 吳宏偉 申請人:遼寧峰閣鈦業(yè)集團有限公司