一种惯导设备减振器制造技术

本发明专利技术涉及一种惯导设备减振器，包括上铁件、弹性元件和下铁件，所述弹性元件为橡胶元件，所述橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，所述上铁件上侧中央开设上连接螺纹孔，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽的连接凸块，所述下铁件包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽和连接板，连接板四周开设下连接通孔，所述橡胶元件下端开设圆球台凹槽，所述惯导设备减振器，设计合理的减振器结构，确保弹性元件三个方向的弹性刚度比例及变形量，设计弹性元件，利用弹性刚度以及阻尼特性参数，使得振动条件下，减振器弹性刚度基本保持线性，而在冲击条件下，则使减振器发生一定的硬化、使得变形量和过载系数均小于技术指标要求，保证惯导设备正常运行。

A shock absorber for inertial navigation equipment

The invention relates to a shock absorber of inertial navigation equipment, including upper iron parts, elastic elements and iron lower parts. The elastic element is a rubber element, and the rubber element includes upper and lower cones and intermediate cylinders. The upper side of the upper iron part is provided with a connecting thread hole in the upper side, and the lower side is arranged to connect the grooves on the rubber element. The lower iron part includes the connection grooves and the connecting plates of the lower cone table of the rubber element, and the connecting plate is opened around the connecting plate. The lower end of the rubber element is provided with a groove of the ball table, and the damper of the inertial navigation device is designed to design a reasonable shock absorber structure to ensure the elastic stiffness ratio and deformation of the three directions of the elastic element. When the elastic stiffness and damping characteristic parameters are used, the elastic stiffness of the shock absorber is basically linear under the condition of vibration, and under the condition of shock, the shock absorber will have a certain hardening, and the deformation and overload coefficient are all less than the technical requirements, and the normal operation of the inertial navigation equipment is ensured.

【技术实现步骤摘要】
一种惯导设备减振器
本专利技术涉及减振器，尤其涉及惯导设备减振器。
技术介绍
船用、炮用惯导设备是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航系统，在惯导设备运行时，为了保证设备正常运行，需要通过减振器安装，减振器的相关技术指标要求：a)环境温度要求：储存温度-50℃～+70℃，工作温度-40℃～+55℃；谐振频率要求：安装减振器后的设备在全温度范围内水平方向的振动频率在10Hz～30Hz内，垂直方向的振动频率在10Hz～40Hz内，各方向频率差不超过15Hz；b)振动条件要求：(1)三方向常温正弦扫频振动，每个方向(5～200～5)Hz频率段扫频2次，每次扫描15min，振动参数：(5～7Hz，25.4mm)、(7～92Hz，2.5g)、(92～110Hz、0.15mm)、(110～200Hz、3.5g)；(2)X方向高、低温正弦扫频振动，分别在－40℃和+55℃条件下，(5～200～5)Hz频率段扫频1次15min，振动参数：(5～7Hz，25.4mm)、(7～92Hz，2.5g)、(92～110Hz、0.15mm)、(110～200Hz、3.5g)；(3)全温度范围内，减振器各方向振动的放大倍数不大于7倍；c)冲击条件要求：(1)X向(惯导设备长轴方向)：200g、3ms，200次半正弦耐久冲击，按照快速冲击和慢速冲击交替循环的方式进行。①快速冲击：1min冲击2次作为1组，连续冲击5组，每组间隔时间5min(共10次冲击)；②慢速冲击：3min冲击1次连续冲击10次作为1组，共进行5组，每组间隔时间5min(共50次冲击)，要求系统的冲击响应小于50g；(2)Y向(惯导设备安装面法向)：100g、6ms，6次半正弦冲击，要求系统的冲击响应小于60g；传统的橡胶减震器不能满足要求，难以保证惯导设备正常运行。
技术实现思路
本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种惯导设备减振器。本专利技术所采用的技术方案如下：一种惯导设备减振器，包括上铁件、弹性元件和下铁件，所述弹性元件为橡胶元件，所述橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，所述上铁件上侧中央开设上连接螺纹孔，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽的连接凸块，所述下铁件包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽和连接板，连接板四周开设下连接通孔，所述橡胶元件下端开设圆球台凹槽。作为上述技术方案的进一步改进：所述上铁件和下铁件均采用Q345钢材制成。所述橡胶元件配方按质量份数具体比例为：3L天然胶60份、顺丁胶40份、硫磺1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、CZ促进剂1份、N330炭黑39份、二丁酯20份、4010N防老剂2份、RD防老剂1份、石蜡1份、石蜡油22.5份和氯化丁基橡胶20份。所述橡胶元件采用胶体采用挤压式硫化成型工艺成型，硫化温度为160℃，硫化压力16MPa。所述弹性元件胶体的硬度为邵氏55°，胶体的抗拉强度＞16MPa。本专利技术的有益效果如下：所述惯导设备减振器，安装在惯导设备和安装座之间，周围环境产生的振动、冲击载荷由设备安装基座通过减振器传递到设备上，减振器会出现振动、冲击变形；在此过程中，利用弹性元件刚度以及阻尼特性，设计设备和减振器系统的频响等动态响应特性，达到控制设备振动、冲击响应的目的；通过合理设计减振器结构，调整弹性元件在减振器三个主轴方向的压缩、剪切变形形式，确保弹性元件三个方向的弹性刚度比例及变形量；并通过调整橡胶的硬度及配方，获取理想的弹性元件弹性刚度以及阻尼特性参数，使得振动条件下，减振器弹性刚度基本保持线性，而在冲击条件下，则使减振器发生一定的硬化、使得变形量和过载系数均小于技术指标要求。附图说明图1为本专利技术提供的惯导设备减振器剖视图。图2为本专利技术提供的惯导设备减振器剖视图俯视图。图3为本专利技术提供的惯导设备减振器系统X向常温正弦扫频试验曲线。图4为本专利技术提供的惯导设备减振器系统X向低温正弦扫频试验曲线。图5为本专利技术提供的惯导设备减振器系统Y向冲击试验曲线。图中：1、上铁件；11、上连接螺纹孔；12、连接凸块；2、弹性元件；21、上凹槽；22、圆球台凹槽；3、下铁件；31、连接凹槽；32、连接板；33、下连接通孔。具体实施方式下面结合附图，说明本专利技术的具体实施方式。如图1、图2所示，本实施例的惯导设备减振器，包括上铁件1、弹性元件2和下铁件3，弹性元件为橡胶元件，橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，上锥台锥角为37°、锥台高17mm，中间圆柱体外径56mm、高度10mm，下锥台的锥角为16°、锥台高14mm，上铁件1上侧中央开设上连接螺纹孔11，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽21的连接凸块12，下铁件3包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽31和连接板32，连接板32四周开设下连接通孔33，橡胶元件下端开设圆球台凹槽22，所述圆球台凹槽22的球径20mm，高度为16mm。根据结构设计结果，建立减振器性能仿真模型，钢结构件用线弹性材料，橡胶材料用Neo－Hooke模型，考虑使用环境温度的变化，减振器的设计刚度最好能够趋于设计指标范围的平均值，即安装减振器的惯导设备垂向振动频率30Hz、横向振动频率20Hz；同时，减振器在垂向条件下以压缩变形为主，减振器动静刚度比大约在1.6倍左右，横向条件下以剪切变形为主，减振器动静刚度比大约在1.2倍左右；按此系数估计振动状态下，减振器的垂向静刚度为116.6kN/m、横向静刚度为69.1kN/m；根据静刚度设计参数，调整橡胶体的硬度进行减振器性能仿真计算，确定胶体的硬度为邵氏55°；在此基础上，进行减振器冲击强度计算，即在减振器底座垂向施加100g/6ms半正弦加速度载荷、横向施加200g/3ms半正弦加速度载荷；通过计算，在垂向冲击载荷作用下，减振器的最大应力约为14MPa，横向冲击载荷作用下，减振器的最大应力约为15.5MPa。根据仿真设计结果，上铁件1和下铁件2均采用Q345钢材制成，所述橡胶元件配方按质量份数具体比例为：3L天然胶60份、顺丁胶40份、硫磺1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、CZ促进剂1份、N330炭黑39份、二丁酯20份、4010N防老剂2份、RD防老剂1份、石蜡1份、石蜡油22.5份和氯化丁基橡胶20份，并通过挤压式硫化成型工艺成型，硫化温度为160℃，硫化压力16MPa，成型的橡胶元件满足硬度为邵氏55°，且橡胶元件抗拉强度＞16MPa抗拉强度＞16MPa。所述橡胶元件通过以下步骤成型：(1)胶料配方工艺；(2)炼胶工艺；(3)表面处理工序；(4)表面抛钢砂工序；(5)橡胶成型工序；(6)硫化压制工序；(7)产品修剪工序；(8)检验要求，完成橡胶元件生产，然后将橡胶元件与上、下铁件1、2装配到一起，单台惯导设备四个边角下方通过螺栓配合上铁件1的上连接螺纹孔11连接减振器，减振器下方通过螺栓穿过下铁件3的连接通孔33连接到下方的安装座上，通过减振器将惯导设备连接到安装座上即可。安装好后惯导设备与减振器系统性能参数如下：a)三方向常温正弦扫频振动：利用电动振动试验系统开展试验，惯导设备、减振器系统X向谐振频率23.2Hz、放大倍数4.36；Y向谐振频率29.4Hz、放大倍数4.12；Z向谐振频率21.4Hz、放大倍数4.72；典型试验如图3所示；b)X方向高、低温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种惯导设备减振器，其特征在于：包括上铁件(1)、弹性元件(2)和下铁件(3)，所述弹性元件为橡胶元件，所述橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，所述上铁件(1)上侧中央开设上连接螺纹孔(11)，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽(21)的连接凸块(12)，所述下铁件(3)包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽(31)和连接板(32)，连接板(32)四周开设下连接通孔(33)，所述橡胶元件下端开设圆球台凹槽(22)。

【技术特征摘要】
1.一种惯导设备减振器，其特征在于：包括上铁件(1)、弹性元件(2)和下铁件(3)，所述弹性元件为橡胶元件，所述橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，所述上铁件(1)上侧中央开设上连接螺纹孔(11)，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽(21)的连接凸块(12)，所述下铁件(3)包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽(31)和连接板(32)，连接板(32)四周开设下连接通孔(33)，所述橡胶元件下端开设圆球台凹槽(22)。2.根据权利要求1所述的惯导设备减振器，其特征在于：所述上铁件(1)和下铁件(2)均采用Q345钢材制成。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘建强，陈辉，黄亚平，
申请(专利权)人：中国船舶科学研究中心中国船舶重工集团公司第七零二研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32