專利名稱：復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抗沖隔振器，具體涉及一種復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器，屬于機械領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代武器高科技含量的不斷增加，沖擊防護的重要性和難度越來越突出，要求隔振器必須兼?zhèn)鋬?yōu)良的隔沖、隔振雙重功能。目前通常采用橡膠隔振器和不銹鋼鋼絲繩隔振器來實現(xiàn)對振動和沖擊的防護。根據(jù)沖擊理論研究，性能優(yōu)良的抗沖隔振器其阻尼比應(yīng)在0.17～0.4的范圍內(nèi)，其共振放大倍數(shù)小于3，此時隔沖系統(tǒng)上的加速度響應(yīng)和位移響應(yīng)均最小。橡膠隔振器實現(xiàn)上述要求有困難，特別是按國軍標(biāo)GJB150的要求進行例行試驗時，無需幾分鐘的共振試驗，由于熱量在橡膠內(nèi)迅速產(chǎn)生和累積，就會使橡膠隔振器破壞。不銹鋼鋼絲繩隔振器是依靠鋼絲間的干摩擦產(chǎn)生阻尼，這一阻尼尚不能滿足要求，通常其共振放大倍數(shù)為4甚至更高。鋼絲繩隔振器另一個缺點是隨著壓縮變形的增加，剛度呈減少的負(fù)剛度特性，容易產(chǎn)生“碰底”的二次沖擊。
經(jīng)文獻檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利申請?zhí)枮?7206521，專利名稱為復(fù)合阻尼隔振器，該專利自述為一種由上夾板、夾持元件、多股鋼絲絞合線組成的復(fù)合阻尼隔振器，其特征在于所說的夾持元件由具有若干曲面的基層金屬板，上下兩面復(fù)合阻尼材料構(gòu)成，該金屬板上還設(shè)置若干夾持翅片嵌入上夾板筋骨組成復(fù)合阻尼夾持機構(gòu)。但是在實際運用中，隔振器的上下夾持元件分別與基座、被隔離的設(shè)備剛性連接，工作時不產(chǎn)生彈性變形，在幾乎沒有變形的剛性元件上粘貼阻尼材料是產(chǎn)生不了實際效果的，所以無法推廣運用。檢索中還發(fā)現(xiàn)，中國艦船研究院科技發(fā)展部于1998年6月編寫的“聯(lián)邦德國國防軍艦艇建造規(guī)范譯文集”，該書第23-24頁上介紹了多種隔振器，但是這些隔振器仍然不能解決使共振放大倍數(shù)小于3所需的阻尼的問題，因而還是沒有達到較為理想的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述背景技術(shù)中的缺點，對隔振器作出改進，提出一種復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器。該隔振器將粘性阻尼與干摩擦阻尼復(fù)合在一起，充分發(fā)揮二種阻尼的優(yōu)勢，使復(fù)合阻尼大大增加。本發(fā)明是一種安裝在基座與電子、電器、中小型機電設(shè)備之間，具有優(yōu)良隔沖、隔振性能的器件，可以應(yīng)用于艦船、航空、航天、戰(zhàn)車以及民用工業(yè)領(lǐng)域的隔振抗沖擊。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器由鋼絲繩上夾持板(一)、(二)，下夾持板(一)、(二)和在其間呈螺旋形繞制的高強度鋼絲繩形成骨架結(jié)構(gòu)，上下夾持板分別由鉚釘和空心鉚釘鉚接，也可用埋頭螺釘聯(lián)接，上下夾持板上分別設(shè)有與設(shè)備和基座聯(lián)接的螺孔或直孔。橡膠包覆在鋼絲繩外面，彈性限位器是包覆橡膠的一部分。
在鋼絲繩上夾持板中央設(shè)有一螺孔用于與設(shè)備聯(lián)接，該螺孔是在鋼絲繩繞制、鉚釘鉚好后再精加工的。鋼絲繩下夾持板也是上下兩半用空心鉚釘鉚接而成，空心鉚釘所形成的孔用于與基座聯(lián)接。
本發(fā)明改進了安裝方式，單個承載在4kN以下的產(chǎn)品與設(shè)備連接采取單螺栓，與基座一般采用雙螺栓連接，使安裝更加方便。
隔振器骨架結(jié)構(gòu)經(jīng)表面處理、涂粘合劑后，放入專用模具內(nèi)硫化上一層有特定結(jié)構(gòu)形狀的高阻尼橡膠。橡膠將鋼絲繩包覆在其中，僅在上下安裝表面形成薄薄的保護層。隔振器在專用模具內(nèi)硫化時同時形成了防碰底的非線性彈性限位器，使隔振器變形超過設(shè)計值時不會因碰底而產(chǎn)生強烈的二次沖擊。隔振器其載荷范圍可以從20N至20kN甚至更高。
本發(fā)明所采用的橡膠可以是高阻尼、耐老化、高強度并具有一定耐油性的配方，用于無油或基本無油的工作環(huán)境，也可以是高阻尼耐油配方，用于有油的工作環(huán)境。橡膠的硬度可以調(diào)節(jié)以適應(yīng)各種不同的動態(tài)性能要求。
根據(jù)試驗測試結(jié)果，本發(fā)明的共振放大倍數(shù)為3左右，即阻尼比ζ＝0.17，將現(xiàn)有隔振器的阻尼水平上了一個臺階。本發(fā)明保持了鋼絲繩隔振器可設(shè)計成三維大變形的特點，而且改善了在壓縮大變形時剛度不足的特點；克服了鋼絲繩隔振器縱向剛度和穩(wěn)定性差的缺點，使縱向、橫向剛度大幅度提高，并呈縱向、橫向近似等剛度的特點，有利于隔振器的布置和以側(cè)掛方式應(yīng)用；提高了隔振器的承載能力，同樣尺寸的隔振器承載能力提高50％左右；具有優(yōu)良的耐振能力，由于改善了鋼絲與夾持器界面處的受力狀況，避免了鋼絲繩隔振器在該處容易斷裂的缺點，又由于鋼絲繩在橡膠內(nèi)部構(gòu)成骨架結(jié)構(gòu)，橡膠的粘性阻尼在共振狀態(tài)產(chǎn)生的熱量很容易通過鋼絲繩骨架導(dǎo)出，避免了共振時橡膠內(nèi)聚積的熱量越來越多使橡膠破壞的缺點。
本發(fā)明的垂向動剛度為了滿足抗沖擊的需要，通常設(shè)計成使系統(tǒng)的垂向固有頻率在9Hz左右，在沖擊輸入較小或?qū)Ω粽裼袊?yán)格要求的場合，則設(shè)計成6Hz左右，所以在每一檔載荷范圍內(nèi)用戶可以方便地選擇動態(tài)性能最適合需要的產(chǎn)品。
本發(fā)明具有實質(zhì)性特點和顯著進步，本發(fā)明隔振器解決了抗沖隔振器所必須的大阻尼、三維大變形能力并具有較低的系統(tǒng)固有頻率等問題，還解決了共振時橡膠內(nèi)聚積的熱量越來越多使橡膠破壞的問題，鋼絲繩包覆在橡膠內(nèi)與外界隔絕，不會銹蝕，因此可以靈活地采用不銹鋼鋼絲繩，也可以采用高強度鋼絲繩來提高其強度、承載能力、變形量和與橡膠的結(jié)合強度。


圖1本發(fā)明的骨架結(jié)構(gòu)示意2本發(fā)明的骨架結(jié)構(gòu)側(cè)視3本發(fā)明正視4本發(fā)明側(cè)視5本發(fā)明隔振器的力學(xué)模型圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本發(fā)明由鋼絲繩上夾持板1、2，下夾持板5、6和在其間呈螺旋形繞制的高強度鋼絲繩4形成骨架結(jié)構(gòu)，上下夾持板分別由鉚釘3和空心鉚釘7鉚接，也可用埋頭螺釘聯(lián)接，上下夾持板上分別設(shè)有與設(shè)備和基座聯(lián)接的螺孔或直孔，橡膠8包覆在鋼絲繩4外面，彈性限位器10是包覆橡膠8的一部分。
在鋼絲繩上夾持板1、2中央設(shè)有一螺孔9用于與設(shè)備聯(lián)接，該螺孔9是在鋼絲繩繞制、鉚釘鉚好后再精加工的。鋼絲繩下夾持板5、6上下兩半用空心鉚釘7鉚接而成，空心鉚釘7所形成的孔用于與基座聯(lián)接。
本發(fā)明在單個承載在4kN以下時，與設(shè)備連接采取單螺栓，與基座采用雙螺栓連接。本發(fā)明隔振器骨架結(jié)構(gòu)經(jīng)表面處理、涂粘合劑后，硫化上一層有特定結(jié)構(gòu)形狀的高阻尼橡膠8，橡膠8將鋼絲繩4包覆在其中，僅在上下安裝表面形成薄薄的保護層。隔振器在硫化同時形成防碰底的非線性彈性限位器10。
圖5為復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器的力學(xué)模型。Y代表基座激勵，X代表設(shè)備響應(yīng)，M代表設(shè)備質(zhì)量，K代表鋼絲繩和橡膠的綜合剛度，C代表橡膠的粘性阻尼，F(xiàn)代表干摩擦阻尼。由于二種阻尼的疊加、綜合使本發(fā)明的阻尼大幅度增加，成為十分理想的抗沖隔振器。
權(quán)利要求
1.一種復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器，包括鋼絲繩上夾持板(1)和(2)、鉚釘(3)、鋼絲繩(4)、下夾持板(5)和(6)、空心鉚釘(7)，其特征在于還包括橡膠(8)、彈性限位器(10)，鋼絲繩上夾持板(1)、(2)，下夾持板(5)、(6)和在其間呈螺旋形繞制的高強度鋼絲繩(4)形成骨架結(jié)構(gòu)，上下夾持板分別由鉚釘(3)和空心鉚釘(7)鉚接，或者用埋頭螺釘聯(lián)接，上下夾持板上分別設(shè)有與設(shè)備和基座聯(lián)接的螺孔或直孔(9)，橡膠(8)包覆在鋼絲繩(4)外面，彈性限位器(10)是包覆橡膠的一部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器，其特征是，在鋼絲繩上夾持板(1)、(2)中央設(shè)有一螺孔(9)用于與設(shè)備聯(lián)接，該螺孔(9)是在鋼絲繩繞制、鉚釘鉚好后再精加工的，鋼絲繩下夾持板(5)、(6)上下兩半用空心鉚釘(7)鉚接而成，空心鉚釘(7)所形成的孔用于與基座聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2所述的復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器，其特征是，在單個承載在4kN以下時，與設(shè)備連接采取單螺栓，與基座采用雙螺栓連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器，其特征是，隔振器骨架結(jié)構(gòu)經(jīng)表面處理、涂粘合劑后，硫化上一層有特定結(jié)構(gòu)形狀的高阻尼橡膠(8)，橡膠(8)將鋼絲繩(4)包覆在其中，僅在上下安裝表面形成薄薄的保護層，隔振器在硫化同時形成防碰底的非線性彈性限位器(10)。
全文摘要
一種復(fù)合阻尼橡膠鋼絲繩抗沖隔振器，屬于機械領(lǐng)域。本發(fā)明由鋼絲繩上夾持板(一)、(二)，下夾持板(一)、(二)和在其間呈螺旋形繞制的高強度鋼絲繩形成骨架結(jié)構(gòu)，上下夾持板分別由鉚釘和空心鉚釘鉚接，或者用埋頭螺釘聯(lián)接，上下夾持板上分別設(shè)有與設(shè)備和基座聯(lián)接的螺孔或直孔，上述金屬件均包覆在具有特定結(jié)構(gòu)形狀的橡膠中。本發(fā)明隔振器解決了抗沖隔振器所必須的大阻尼、三維大變形能力并具有較低的系統(tǒng)固有頻率等問題，鋼絲繩包覆在橡膠內(nèi)與外界隔絕，不會銹蝕，因此可以靈活地采用不銹鋼鋼絲繩，也可以采用高強度鋼絲繩來提高其強度、承載能力、變形量和與橡膠的結(jié)合強度。
文檔編號F16F3/02GK1529069SQ0315140
公開日2004年9月15日 申請日期2003年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月29日
發(fā)明者勾厚渝, 汪玉, 華宏星 申請人:上海交通大學(xué)