一种一体式双向隔振器制造技术

一种一体式双向隔振器，包括中套筒、隔振弹簧、外套筒、第一金属橡胶环、第二金属橡胶环和底座；所述中套筒套在隔振弹簧上，所述中套筒套与隔振弹簧连接；所述中套筒的外表面设有凸缘，所述第一金属橡胶环紧贴中套筒的外表面和凸缘的一侧安装，所述第二金属橡胶环紧贴中套筒的外表面和凸缘的另一侧安装；将所述中套筒、隔振弹簧、第一金属橡胶环、第二金属橡胶环作为一个整体，外套筒套装在所述整体上，所述外套筒和底座连接；所述隔振弹簧和底座连接；所述第一金属橡胶环靠近外套筒的两个侧面与外套筒之间留有间隙；所述第二金属橡胶环靠近底座的侧面与底座之间留有间隙；所述第二金属橡胶环靠近外套筒的侧面与外套筒之间留有间隙。

【技术实现步骤摘要】
一种一体式双向隔振器
本专利技术涉及一种一体式双向隔振器，属于空间惯性执行机构领域。
技术介绍
以飞轮和控制力矩陀螺(ControlMomentGyro-CMG)为代表的空间惯性执行机构，其主要结构是由轴承支承的具有一定转动惯量的转子系统，在高速运转时输出力矩，以实现航天器的姿态调整和精度保持。由于转子系统质量不平衡、轴承制造缺陷及结构固有振动等原因，空间惯性执行机构在输出力矩的同时不可避免地会产生具有周期和宽带特性的微小扰振力，这些扰振力经过本体结构内部动态特性的调制和放大，会对航天器光学平台等精密仪器设备的指向精度和稳定度产生较大影响。研究表明，空间惯性执行机构是影响星上精密仪器设备正常工作的主要激振源。因此，必须对空间惯性执行机构采取有效的微振动抑制措施，降低其微振动水平。国内外通常采用附加隔振器的方式以降低空间惯性执行机构在轨运行时产生的微振动。设计的隔振器要求在发射段能够隔离星体传递至惯性执行机构的振动，在轨段能够隔离惯性执行机构运行时产生的微振动传递至星体，即实现双向隔振。隔振器在设计时，要求发射段具有高刚度高阻尼，以抵抗发射段的大冲击载荷，消耗振动能量；在轨工作时具有低刚度低阻尼，降低系统固有频率，满足调频错峰的设计原理。因此，隔振器发射段和在轨段隔振需求的矛盾问题一直是空间惯性执行机构隔振器设计的难点问题。以隔振弹簧为代表的柔性部件作为隔振器中起到调频错峰作用的关键元件，由于无法承受发射段大冲击载荷下产生的拉力，现有空间惯性执行机构隔振器通常在发射段采用限位装置，例如火工或电解锁器，对隔振弹簧进行限位保护以抵抗发射段载荷。当隔振器进入在轨段工作时，解锁器解锁释放隔振弹簧，使隔振弹簧起到在轨隔振作用。但附加限位装置不仅在设计时需要预留安装空间和解锁线路，增大了设计难度，而且限位装置的引入会增加系统重量、降低系统可靠性，一旦解锁器解锁失败，隔振器将无法起到在轨隔振效果，影响航天器平台的高性能指标实现。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种一体式双向隔振器，不仅可以有效隔离执行机构在轨工作时传递至航天器平台的振动，而且能够在发射段抵抗大冲击载荷，保证隔振弹簧和执行机构中轴系等关键部件不受损伤，起到双向隔振的作用，为航天器平台高精度、高稳定度指标的实现提供技术基础。本专利技术目的通过以下技术方案予以实现：一种一体式双向隔振器，包括中套筒、隔振弹簧、外套筒、第一金属橡胶环、第二金属橡胶环和底座；所述中套筒套在隔振弹簧上，所述中套筒套与隔振弹簧连接；所述中套筒的外表面设有凸缘，所述第一金属橡胶环紧贴中套筒的外表面和凸缘的一侧安装，所述第二金属橡胶环紧贴中套筒的外表面和凸缘的另一侧安装；将所述中套筒、隔振弹簧、第一金属橡胶环、第二金属橡胶环作为一个整体，外套筒套装在所述整体上，所述外套筒和底座连接；所述隔振弹簧和底座连接；所述第一金属橡胶环靠近外套筒的两个侧面与外套筒之间留有间隙；所述第二金属橡胶环靠近底座的侧面与底座之间留有间隙；所述第二金属橡胶环靠近外套筒的侧面与外套筒之间留有间隙。上述一体式双向隔振器，所述第一金属橡胶环靠近外套筒的两个侧面与外套筒之间的间隙、第二金属橡胶环靠近底座的侧面与底座之间的间隙、第二金属橡胶环靠近外套筒的侧面与外套筒之间的间隙均相等，所述间隙的值为C。上述一体式双向隔振器，所述隔振弹簧达到强度极限时所能承受的最大变形量为Δx，所述隔振弹簧在轨工作时的最大变形量为Δy，所述C的取值范围是2Δy～Δx/3。上述一体式双向隔振器，所述第一金属橡胶环和第二金属橡胶的最小刚度相同，所述最小刚度值为第一金属橡胶环和第二金属橡胶在变形量为Δx/3时的刚度值。上述一体式双向隔振器，所述中套筒的凸缘与外套筒内表面的最小距离大于(C+Δx/3)。上述一体式双向隔振器，所述第一金属橡胶环通过金属胶紧贴中套筒的外表面和凸缘的一侧安装，所述第二金属橡胶环通过金属胶紧贴中套筒的外表面和凸缘的另一侧安装。上述一体式双向隔振器，所述外套筒为阶梯状，两端开口；将所述中套筒、隔振弹簧、第一金属橡胶环、第二金属橡胶环作为一个整体，外套筒套装在所述整体上后，中套筒和隔振弹簧的局部突出外套筒，中套筒和隔振弹簧的其余部分、第一金属橡胶环、第二金属橡胶环位于外套筒内。上述一体式双向隔振器，所述第一金属橡胶环和第二金属橡胶环的横截面均为矩形。上述一体式双向隔振器，所述中套筒的侧壁上设有减重槽。上述一体式双向隔振器，所述外套筒的侧壁上设有减重槽。本专利技术相比于现有技术具有如下有益效果：(1)本专利技术将发射段抗力学载荷和在轨段微振动隔离两项功能集于一身，不仅可以有效隔离执行机构在轨工作时传递至航天器平台的振动，而且能够在发射段抵抗大冲击载荷，保证弹簧和执行机构中轴系等关键部件不受损伤，起到双向隔振的作用；(2)本专利技术满足了空间惯性执行机构隔振器在发射段高刚度高阻尼、在轨段低刚度低阻尼的双向隔振需求，解决了发射段和在轨段隔振需求的矛盾问题；(3)本专利技术通过合理设计预留间隙，使其与隔振弹簧刚度和金属橡胶刚度得以匹配，从而使该结构采用少量元件即可满足在轨段隔振及发射段抗力学载荷的需求，具有结构简单、体积小、重量轻、可靠性高的特点。附图说明图1为本专利技术双向隔振器的局部剖视图；图2为本专利技术双向隔振器的剖视图；图3为本专利技术双向隔振器与空间惯性执行机构的安装示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。一种一体式双向隔振器，包括中套筒1、隔振弹簧2、外套筒3、第一金属橡胶环4、第二金属橡胶环5和底座6。所述中套筒1的侧壁上设有减重槽，所述外套筒3的侧壁上设有减重槽。所述中套筒1套在隔振弹簧2上，所述中套筒1套与隔振弹簧2连接；所述中套筒1的外表面设有凸缘，所述第一金属橡胶环4通过金属胶紧贴中套筒1的外表面和凸缘的一侧安装，所述第二金属橡胶环5通过金属胶紧贴中套筒1的外表面和凸缘的另一侧安装。所述第一金属橡胶环4和第二金属橡胶环5的横截面均为矩形。所述外套筒3为阶梯状，两端开口；将所述中套筒1、隔振弹簧2、第一金属橡胶环4、第二金属橡胶环5作为一个整体，外套筒3套装在所述整体上后，中套筒1和隔振弹簧2的局部突出外套筒3，中套筒1和隔振弹簧2的其余部分、第一金属橡胶环4、第二金属橡胶环5位于外套筒3内。所述外套筒3和底座6连接；所述隔振弹簧2和底座6连接。所述第一金属橡胶环4靠近外套筒3的两个侧面与外套筒3之间留有间隙；所述第二金属橡胶环5靠近底座6的侧面与底座6之间留有间隙；所述第二金属橡胶环5靠近外套筒3的侧面与外套筒3之间留有间隙。所述第一金属橡胶环4靠近外套筒3的两个侧面与外套筒3之间的间隙、第二金属橡胶环5靠近底座6的侧面与底座6之间的间隙、第二金属橡胶环5靠近外套筒3的侧面与外套筒3之间的间隙均相等，所述间隙的值为C，所述中套筒1的凸缘与外套筒3内表面的最小距离大于(C+Δx/3)。所述隔振弹簧2达到强度极限时所能承受的最大变形量为Δx，所述隔振弹簧2在轨工作时的最大变形量为Δy，所述C的取值范围是2Δy～Δx/3。所述第一金属橡胶环4和第二金属橡胶5的最小刚度相同，所述最小刚度值为第一金属橡胶环4和第二金属橡胶5在变形量为Δx本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种一体式双向隔振器，其特征在于：包括中套筒(1)、隔振弹簧(2)、外套筒(3)、第一金属橡胶环(4)、第二金属橡胶环(5)和底座(6)；所述中套筒(1)套在隔振弹簧(2)上，所述中套筒(1)套与隔振弹簧(2)连接；所述中套筒(1)的外表面设有凸缘，所述第一金属橡胶环(4)紧贴中套筒(1)的外表面和凸缘的一侧安装，所述第二金属橡胶环(5)紧贴中套筒(1)的外表面和凸缘的另一侧安装；将所述中套筒(1)、隔振弹簧(2)、第一金属橡胶环(4)、第二金属橡胶环(5)作为一个整体，外套筒(3)套装在所述整体上，所述外套筒(3)和底座(6)连接；所述隔振弹簧(2)和底座(6)连接；所述第一金属橡胶环(4)靠近外套筒(3)的两个侧面与外套筒(3)之间留有间隙；所述第二金属橡胶环(5)靠近底座(6)的侧面与底座(6)之间留有间隙；所述第二金属橡胶环(5)靠近外套筒(3)的侧面与外套筒(3)之间留有间隙。

【技术特征摘要】
1.一种一体式双向隔振器，其特征在于：包括中套筒(1)、隔振弹簧(2)、外套筒(3)、第一金属橡胶环(4)、第二金属橡胶环(5)和底座(6)；所述中套筒(1)套在隔振弹簧(2)上，所述中套筒(1)套与隔振弹簧(2)连接；所述中套筒(1)的外表面设有凸缘，所述第一金属橡胶环(4)紧贴中套筒(1)的外表面和凸缘的一侧安装，所述第二金属橡胶环(5)紧贴中套筒(1)的外表面和凸缘的另一侧安装；将所述中套筒(1)、隔振弹簧(2)、第一金属橡胶环(4)、第二金属橡胶环(5)作为一个整体，外套筒(3)套装在所述整体上，所述外套筒(3)和底座(6)连接；所述隔振弹簧(2)和底座(6)连接；所述第一金属橡胶环(4)靠近外套筒(3)的两个侧面与外套筒(3)之间留有间隙；所述第二金属橡胶环(5)靠近底座(6)的侧面与底座(6)之间留有间隙；所述第二金属橡胶环(5)靠近外套筒(3)的侧面与外套筒(3)之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的一种一体式双向隔振器，其特征在于：所述第一金属橡胶环(4)靠近外套筒(3)的两个侧面与外套筒(3)之间的间隙、第二金属橡胶环(5)靠近底座(6)的侧面与底座(6)之间的间隙、第二金属橡胶环(5)靠近外套筒(3)的侧面与外套筒(3)之间的间隙均相等，所述间隙的值为C。3.根据权利要求2所述的一种一体式双向隔振器，其特征在于：所述隔振弹簧(2)达到强度极限时所能承受的最大变形量为Δx，所述隔振弹簧(2)在轨工作时的最大变形量为Δy，所述C的取值范围是2Δy～...

【专利技术属性】
技术研发人员：王虹，鲁明，李刚，宗红，卿涛，张激扬，武登云，吴金涛，田兴，
申请(专利权)人：北京控制工程研究所，
类型：发明
国别省市：北京,11