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(diǎn)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(shè)置有一環(huán)形隔離減振體，該減振體通過(guò)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(shè)置有一環(huán)形減振體，該減振體通過(guò)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(guò)壓蓋、外壓蓋、T形蓋、異形蓋連接，且通過(guò)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(yùn)動(dòng)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(shuō)明】一種軸端金屬減震器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及振動(dòng)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體的說(shuō)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(dòng)產(chǎn)生的后果都是有害的，為了減少振動(dòng)帶來(lái)的有害后果，就需要一種載體來(lái)隔離或減少振動(dòng)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(lái)，以其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和作用，被廣泛應(yīng)用于航空、航天、艦船、大型機(jī)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?cè)谄鸬綔p振的同時(shí)也暴露出諸多缺點(diǎn)，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(shí)諧振放大倍數(shù)高，這樣勢(shì)必會(huì)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(yīng)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(lái)，隨著科技的發(fā)展，出現(xiàn)了全金屬減震器，但是，還是沒(méi)能解決安裝方式及應(yīng)用條件限制的問(wèn)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(huì)搞得復(fù)雜，增加制造成本，對(duì)于長(zhǎng)軸來(lái)說(shuō)就更不適應(yīng)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(duì)有質(zhì)量要求或強(qiáng)腐蝕性環(huán)境就更加不能滿足要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型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(jìn)而完成在空間任意方向起到隔離及減少振動(dòng)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(yīng)惡劣環(huán)境能力。
[0004]本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)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(shè)置有一環(huán)形隔離減振體，該環(huán)形隔離減振體通過(guò)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(shè)置有一環(huán)形減振體，該環(huán)形減振體通過(guò)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(guò)壓蓋、外壓蓋、T形蓋、異形蓋連接，且通過(guò)軸端座與擋圈螺紋緊固連接為一體結(jié)構(gòu)，形成Iv完整的減振系統(tǒng)。
[0005]本實(shí)用新型所述的環(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]本實(shí)用新型所述的環(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]本實(shí)用新型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的彈簧絲。
[0008]本實(shí)用新型還包括:在軸端座與環(huán)形減振體之間還設(shè)有墊圈。
[0009]本實(shí)用新型的整體結(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(diǎn)高、密度??；非磁性，熱、電傳導(dǎo)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(duì)溫度變化而引起的尺寸及形狀變化很小，使減震器能適應(yīng)飛行器在發(fā)射到飛行過(guò)程中溫度由+20(T30(TC至-5(T80°C的瞬時(shí)變化；各零件采用高端的加工手段加工成I?
1.5mm薄壁件，使之質(zhì)量更輕；很好適應(yīng)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(diǎn)的適應(yīng)惡劣環(huán)境，使之具有更高的強(qiáng)度和更好的抗沖擊能力。
[0010]本實(shí)用新型還具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]1.安裝方式更合理。可以根據(jù)軸的要求來(lái)設(shè)計(jì)減震器的安裝接口。
[0012]2.良好的減震性能。結(jié)構(gòu)件之間相互運(yùn)動(dòng)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%。
[0013]3.采用高性能、高強(qiáng)度金屬鈦合金材料，減震器具有更好的抗沖擊性?？沙惺苋齻€(gè)方向50g, 8?12ms的沖擊。
[0014]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(yīng)用范圍寬，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意簡(jiǎn)圖，
[0016]圖2是本實(shí)用新型的安裝示意圖。
[0017]附圖主要部分的符號(hào)說(shuō)明
[0018]I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(mén)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。
[0019]下面將結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但下述的實(shí)例僅僅是本實(shí)用新型其中的例子而已，并不代表本實(shí)用新型所限定的權(quán)利保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的權(quán)利保護(hù)范圍以權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
[0021]如圖1-2所示，圖中的I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I上，軸端蓋9通過(guò)螺紋與軸端法蘭座I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(guò)墊圈10過(guò)渡與軸端座2連在一起，擋圈7通過(guò)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(guò)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(guò)螺紋緊固連接在一起，形成一個(gè)完整的減振系統(tǒng)。[0022]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(shè)計(jì)的空間結(jié)構(gòu)的需要來(lái)秤取相應(yīng)的質(zhì)量并按設(shè)計(jì)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(dòng)力的作用時(shí)蜂窩網(wǎng)形狀可以做任意的改變，形狀改變過(guò)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(dòng)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(shè)計(jì)要求組裝在一起，使之與主體減震元件形成一個(gè)整體，在受到外載荷作用時(shí)，組件間即做相對(duì)運(yùn)動(dòng)又相互制約，通過(guò)它們之間相互作用產(chǎn)生相對(duì)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(gè)方向有相同的固有頻率，同時(shí)由于摩擦運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的阻尼效應(yīng)，大大降低了諧振時(shí)的放大倍數(shù)，從而使減震器獲得在整個(gè)振動(dòng)周期內(nèi)，在各個(gè)反方向都能起到良好的減振效果。
[0023]本實(shí)用新型的整體結(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(dá)HRC60，這樣使得所有結(jié)構(gòu)件既有強(qiáng)度，又有韌性，具備了抗強(qiáng)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(yīng)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(diǎn)的適應(yīng)惡劣環(huán)境。
[0024]本實(shí)用新型軸端金屬減震器的安裝方式:如圖2所示，螺栓通過(guò)螺紋安裝孔12與減振軸樣件14相連；固定安裝孔13通過(guò)螺栓與基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安裝座15連接，使本實(shí)用新型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)。
[0025]當(dāng)軸端金屬減震器受到軸向載荷作用時(shí)，由軸帶動(dòng)法蘭座I和軸端蓋9，從而帶動(dòng)壓蓋8與外壓蓋11沿軸向運(yùn)動(dòng)，使環(huán)形隔離減振體5壓縮變形，起到減振作用。同時(shí)壓蓋8、外壓蓋11分別于T形蓋6、異形蓋3做相對(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦阻尼，環(huán)形隔離減振體5壓縮變形的同時(shí)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(dòng)時(shí)在軸向產(chǎn)生的力的放大，增加減震效果。
[0026]當(dāng)軸端金屬減震器受到徑向載荷作用時(shí)，由軸及軸向減震系統(tǒng)一起推動(dòng)T形蓋6與異形蓋3沿徑向方向運(yùn)動(dòng)，使環(huán)形減振體4產(chǎn)生壓縮變形，起到減震作用。同時(shí)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(duì)摩擦運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生摩擦阻尼，環(huán)形減振體4受壓變形時(shí)同樣產(chǎn)生阻尼，兩種阻尼共同作用，抑制外載荷作用振動(dòng)時(shí)在徑向產(chǎn)生的力的放大，減震器達(dá)到理想的減振效果，從而實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的目的。
[0027]下述為本實(shí)用新型實(shí)施例中的相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù):
[0028]1.正弦實(shí)驗(yàn):加載 10-50Ηz，幅值 0.7mm ;50-400Ηz，力值 7g。
[0029]軸向:1#2#3#4#
[0030]固有頻率20.1320.8920.6720.52
[0031]放大倍數(shù)2.031.932.172.07
[0032]經(jīng)向:1#2#3#4#
[0033]固有頻率20.5419.8220.8520.91
[0034]放大倍數(shù)1.541.481.521.53
[0035]2.隨機(jī)實(shí)驗(yàn):加載RMS=4.43g
[0036]軸向:1#2#3#4#
[0037]加載4.43 g4.43g4.43g4.43g[0038]響應(yīng)0.908 g 0.709g 0.709g0.829g
[0039]經(jīng)向:1#2#3#4#
[0040]加載4.43g4.43g4.43g4.43g
[0041]響應(yīng) 1.058g0.956g 0.998g0.975g
[0042]以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明隔振器的固有頻率20-21Ηζ，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(shè)置有一環(huán)形隔離減振體，該環(huán)形隔離減振體通過(guò)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(shè)置有一環(huán)形減振體，該環(huán)形減振體通過(guò)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(guò)壓蓋、外壓蓋、T形蓋、異形蓋連接，且通過(guò)軸端座與擋圈螺紋緊固連接為一體結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)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(shè)有墊圈。
【文檔編號(hào)】F16F15/12GK203585198SQ201320767015
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)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(qǐng)人:遼寧峰閣鈦業(yè)集團(tuán)有限公司