[發明專利]用于改善振動隔離的方法和裝置

有效

• 申請號: 201210244570.6
• 申請日: 2007-09-27
• 公開（公告）號: CN102767590A
• 公開（公告）日: 2012-11-07
• 發明（設計）人: 埃默里.N.沃德;邁克爾.R.史密斯;弗蘭克.B.斯坦普斯;戴維.海尼;特里.K.湯普森;戴維.P.希普曼;詹姆斯.A.威爾遜
• 申請（專利權）人: 貝爾直升機泰克斯特龍公司
• 主分類號: F16F13/08
• 分類號: F16F13/08;B64D27/26
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 姚冠揚

本申請是申請號為200780100866.8、國際申請日為2007年9月27日、發明名稱為“用于改善振動隔離的方法和裝置”的發明申請的分案申請。

技術領域

本發明一般涉及振動控制。本發明一般涉及用來隔離承受諧振或振動位移或力的結構或主體上的機械振動，并且特別用于飛行器領域，特別是直升機和其他旋翼飛行器領域。

背景技術

多年以來，已經耗費了巨大努力來設計隔離振動主體的裝置，以防止該振動主體的振動傳遞到其他主體。這種裝置廣泛應用于期望將振蕩或振動設備諸如引擎的振動從該結構剩余部分隔開的各種技術領域。常用振動隔離和衰減設備（“隔離器”）采用機械系統元件（彈簧和質塊）的各種組合來調節總體系統的頻率響應特性，從而在系統中感興趣的結構上實現可接受程度的振動。大量應用這種隔離器的一個領域是飛行器領域，其中振動隔離系統用來隔離飛行器的機身或其他部分，防止機械振動，諸如諧振，所述機械振動與推進系統關聯，并且來自飛行器的引擎、傳動系統和螺旋槳或旋翼。

用于振動的簡單力方程如下所述：

F=mx··+cx·+kx]]>

振動隔離器不同于衰減設備。真正的震動隔離器采用調諧質塊體的加速度來抵消振動位移kx。另一方面，衰減設備關注流體或其他可以限制流動的主體的速度并不抵消振動，僅僅是耗散振動。不幸的是，衰減設備經常被誤稱為隔離器。

在設計飛行器振動隔離系統時，一個重要的工程目標是讓隔離設備的長度、重量和總體尺寸包括截面最小。這是有關飛行器的全部工程努力的首要目標。在設計和制造直升機以及其他旋翼飛行器諸如斜旋翼飛行器時尤其重要，所述直升機以及其他旋翼飛行器諸如斜旋翼飛行器要求抵抗飛行器自重懸浮，并因此較之固定翼飛行器而言，靜載重量方面有一些限制。

在設計振動隔離系統過程中，另一個重要的工程目標是保護已經花在設計飛行器其他方面或者振動隔離系統中的工程資源。換句話說，一個重要的工業目標是增量改善振動隔離系統的性能，而不需要徹底重新設計或者完全重新設計現有振動隔離系統中存在的所有部件。

在振動隔離領域，特別是用于飛行器和直升機領域的一項重大飛躍是1980年12月2日授予Halwes等的共同轉讓美國專利4,236,607，題為“Vibration?Suppression?System”（Halwes’607）。Halwes’607通過引用包含在說明書中。Halwes’607公開了一種振動隔離器，其中濃稠的低粘性流體用作“調諧”質量來平衡或抵消通過隔離器傳遞的振動力。所述隔離器利用的原理是，振動質塊的加速度與其位移的相差為180°。

在Halwes’607中，認可濃稠低粘性流體結合活塞布置的液壓優勢，可以利用不同相加速度來產生平衡力來衰減或抵消振動。Halwes’607較之現有技術提供了一種非常緊湊、可靠和有效的隔離器。Halwes’607采用的最初濃稠低粘性流體是水銀，但是水印有毒且腐蝕性大。

自從Halwes的早期發明以來，該領域已經付出了巨大努力來替換作為流體的水銀，或者改變單一隔離器的動態響應來衰減不同的振動模式。后者的例子可見于1995年8月8日授予Mckeown等的共同轉讓美國專利5,439,082，題為“Hydraulic?Inertial?Vibration?Isolator”（McKeown'082）。McKeown'082通過引用包含在說明書中。

多種因素影響了Halwes型隔離器的性能和特性，包括所用流體的密度和粘性，隔離器部件的相對尺寸等等。在這種隔離器設計方案方面的改進在2000年1月4日授予Stamps等的、題為“Method?and?Apparatus?for?Improved?Isolation”的共同轉讓美國專利6,009,983（Stamps'983）中公開。在Stamps'983中，采用了位于調諧通道每一端的合成半徑，在隔離器性能方面帶來了顯著改善。Stamps'983通過引用包含在說明書中。

附圖說明