[發明專利]一種三向剛度阻尼解耦的高承載金屬橡膠組合隔振器

有效

• 申請號: 202011331683.0
• 申請日: 2020-11-24
• 公開（公告）號: CN112324828B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發明（設計）人: 馬艷紅;洪杰;梁天宇;王永鋒;李超
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: F16F3/02
• 分類號: F16F3/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 安麗;顧煒

1.一種三向剛度阻尼解耦的高承載金屬橡膠組合隔振器，其特征在于，包括：外殼(1)、底座(2)、垂向金屬橡膠模塊、橫向金屬橡膠模塊和縱向金屬橡膠模塊；

所述外殼(1)由頂板(1a)、安裝邊(1b)和立柱(1c)構成，所述頂板(1a)設有外殼安裝孔(101)，通過第一連接螺釘(b)將所述外殼安裝孔(101)與機載電子設備機柜(a1)或者機載儀表(a2)相連接，同時所述頂板(1a)的中央設有頂板螺栓孔(103)，用于安裝芯柱螺絲(18)；所述頂板(1a)的4個邊分別向下延伸出安裝邊(1b)，所述安裝邊(1b)設有螺栓孔，形成止口法蘭邊；所述頂板(1a)的4個角分別向下延伸出立柱(1c)；

所述底座(2)由底板(2a)、安裝座(2b)和空心凹槽(2c)構成，所述底板(2a)上設有底座安裝孔(102)，通過第二連接螺釘(d)與將所述底座安裝孔(102)與安裝基礎結構(e)相連接；所述底板(2a)向上延伸出安裝座(2b)，所述安裝座(2b)內部設有空心凹槽(2c)，用于安裝垂向金屬橡膠模塊，所述安裝座(2b)的端面設有螺紋孔，用于安裝上擋板(4)；

所述垂向金屬橡膠模塊布置在外殼(1)和底座(2)之間；所述垂向金屬橡膠模塊包括芯柱(3)、芯柱螺絲(18)、上擋板(4)、第一垂向金屬橡膠(5)、第二垂向金屬橡膠(6)和上擋板螺絲(15)；芯柱(3)安裝在所述底座(2)的空心凹槽(2c)內部，所述芯柱(3)由上芯柱(3a)、隔板(3b)和下芯柱(3c)構成，所述上芯柱(3a)的端面上設有螺紋孔，通過芯柱螺絲(18)將芯柱(3)與外殼(1)相連接；所述第一垂向金屬橡膠(5)和第二垂向金屬橡膠(6)的幾何尺寸和力學性能完全相同，位置關系是關于所述隔板(3b)呈上下鏡像對稱布置，第一垂向金屬橡膠(5)安裝在所述底座(2)的空心凹槽(2c)內部、所述隔板(3b)的上方，第二垂向金屬橡膠(6)安裝在所述底座(2)的空心凹槽(2c)內部、所述隔板(3b)的下方；上擋板(4)安裝到所述底座(2)的安裝座(2b)端面，通過上擋板螺絲(15)將上擋板(4)和底座(2)相連接；

所述橫向金屬橡膠模塊包括第一橫向金屬橡膠(7)、第二橫向金屬橡膠(8)、第一橫向擋板(9)、第二橫向擋板(10)和橫向擋板螺絲(16)；所述第一橫向擋板(9)和第二橫向擋板(10)的幾何尺寸完全相同，第一橫向擋板(9)和第二橫向擋板(10)的上方設有止口和螺紋孔，構成止口法蘭邊，分別通過橫向擋板螺絲(16)連接到所述外殼(1)的安裝邊(1b)上，第一橫向擋板(9)和第二橫向擋板(10)的內部設有C形凹槽；所述第一橫向金屬橡膠(7)和第二橫向金屬橡膠(8)的幾何尺寸和力學性能完全相同，關于所述底座(2)的安裝座(2b)呈左右鏡像對稱布置，第一橫向金屬橡膠(7)安裝到所述第一橫向擋板(9)的C形凹槽(9c)內部、并且與所述底座(2)的安裝座(2b)外表面相配合，第二橫向金屬橡膠(8)安裝到所述第二橫向擋板(10)的C形凹槽(10c)內部、并且與所述底座(2)的安裝座(2b)外表面相配合；

所述縱向金屬橡膠模塊包括第一縱向金屬橡膠(11)、第二縱向金屬橡膠(12)、第一縱向擋板(13)、第二縱向擋板(14)和縱向擋板螺絲(17)；所述第一縱向金屬橡膠(11)和第二縱向金屬橡膠(12)的幾何尺寸完全相同，第一縱向擋板(13)和第二縱向擋板(14)的上方設有止口和螺紋孔，構成止口法蘭邊，分別通過縱向擋板螺絲(17)連接到所述外殼(1)的安裝邊(1b)上，第一縱向擋板(13)和第二縱向擋板(14)的內部設有C形凹槽；所述第一縱向金屬橡膠(11)和第二縱向金屬橡膠(12)的幾何尺寸和力學性能完全相同，關于所述底座(2)的安裝座(2b)呈前后鏡像對稱布置，第一縱向金屬橡膠(11)安裝到所述第一縱向擋板(13)的C形凹槽(13c)內部、并且與所述底座(2)的安裝座(2b)外表面相配合，第二縱向金屬橡膠(12)安裝到所述第二縱向擋板(14)的C形凹槽(14c)內部、并且與所述底座(2)的安裝座(2b)外表面相配合；

所述垂向金屬橡膠模塊、橫向金屬橡膠模塊和縱向金屬橡膠模塊設有機械限位裝置，即包括垂向金屬橡膠模塊限位裝置、橫向金屬橡膠模塊限位裝置和縱向金屬橡膠模塊限位裝置；所述機械限位裝置的功能是所述隔振器在某一方向上承受振動和沖擊載荷，如果對應方向上的金屬橡膠發生變形將要超過限位間隙，這個限位間隙設計為金屬橡膠壓縮變形方向上尺寸的10％，那么可以在結構中提供一條額外的載荷傳遞路線，從而約束對應方向上的金屬橡膠不會產生超過限位間隙的變形而導致損傷和破壞；所述機械限位裝置的具體特征如下：

所述垂向金屬橡膠模塊限位裝置是由所述外殼(1)的頂板(1a)的下表面和所述上擋板(4)的上表面構成，在不發揮功能時所述上表面和下表面之間留有垂向限位間隙(s1)，如果第二垂向金屬橡膠(6)的壓縮變形將要超過限位間隙，那么所述垂向限位間隙閉合、所述上表面和下表面發生接觸，即提供一條壓縮載荷從所述底座(2)到外殼(1)的傳遞路線，從而防止第二垂向金屬橡膠(6)產生過大變形導致損傷和破壞；為了所述垂向金屬橡膠模塊限位裝置能夠發揮功能，所述芯柱(3)的下芯柱(3c)端面距離所述底座(2)的底板(2a)上表面的距離應該超過所述垂向限位間隙；

所述橫向金屬橡膠模塊限位裝置是由所述底座(2)的安裝座(2b)外表面和所述第一橫向擋板(9)、第二橫向擋板(10)的端面構成，在不發揮功能時所述外表面和所述端面之間留有橫向限位間隙(s2)；如果第一橫向金屬橡膠(7)的壓縮變形將要超過限位間隙，則所述底座(2)的安裝座(2b)外表面和第二橫向擋板(10)的端面發生接觸，即提供一條壓縮載荷從所述底座(2)到第二橫向擋板(10)、再到外殼(1)的傳遞路線，從而防止第一橫向金屬橡膠(7)產生過大變形導致損傷和破壞；如果第二橫向金屬橡膠(8)的壓縮變形將要超過限位間隙，則所述底座(2)的安裝座(2b)外表面和第一橫向擋板(9)的端面發生接觸，即提供一條壓縮載荷從所述底座(2)到第一橫向擋板(9)、再到外殼(1)的傳遞路線，從而防止第二橫向金屬橡膠(8)產生過大變形導致損傷和破壞；

所述縱向金屬橡膠模塊限位裝置是由所述底座(2)的安裝座(2b)外表面和所述第一縱向擋板(13)、第二縱向擋板(14)的端面構成，在不發揮功能時所述外表面和所述端面之間留有縱向限位間隙(s3)；如果第一縱向金屬橡膠(11)的壓縮變形將要超過限位間隙，則所述底座(2)的安裝座(2b)外表面和第二縱向擋板(14)的端面發生接觸，即提供一條壓縮載荷從所述底座(2)到第二縱向擋板(14)、再到外殼(1)的傳遞路線，從而防止第一縱向金屬橡膠(11)產生過大變形導致損傷和破壞；如果第二縱向金屬橡膠(12)的壓縮變形將要超過限位間隙，則所述底座(2)的安裝座(2b)外表面和第一縱向擋板(13)的端面發生接觸，即提供一條壓縮載荷從所述底座(2)到第一縱向擋板(13)、再到外殼(1)的傳遞路線，從而防止第二縱向金屬橡膠(12)產生過大變形導致損傷和破壞。