本发明专利技术公开了一种蠕动型胀环式消能减震装置，包括布置在两端的带有圆环接口的变截面胀环和布置在中间的若干个彼此分离且对称分布的变截面胀环，每个胀环内贴面都包裹一层聚四氟乙烯垫并在胀环内部两侧配置自复位液压泵，相邻胀环中间设有一个双锥头对称锥体，所述胀环由锥体和连接杆连接在一起并配有相应的限位杆和限位槽，以此保证整个装置在地震及风作用下的蠕动传力。本发明专利技术装置将胀环变形控制在弹性范围内，保证了胀环的可持续利用，减少了耗材，并有相应的自复位机制，可有效抵抗风作用力以及大中小地震。
【技术实现步骤摘要】
一种蠕动型胀环式消能减震装置
本专利技术涉及一种蠕动型胀环式消能减震装置，属于机械、建筑领域的消能减震领域。
技术介绍
返回和着陆是载人航天的关键技术，也是载人航天任务成败的最终标志。返回舱在陆上着陆时，带降落伞稳定下降速度一般在6m/s-8m/s。如果返回舱以经降落伞减速后的稳定速度直接着陆，仍将产生较大的冲击过载，对宇航员造成损伤。为了确保返回舱在各种应急返回和着陆条件下宇航员的安全，需要根据冗余设计理念在返回舱上综合采取各种着陆缓冲装置，保证整个系统在部分故障工况下仍具有很高的安全性。反推发动机是常用的主动式缓冲装置，座椅缓冲器则是典型的被动式舱内缓冲装置，如联盟TM号飞船和我国的“神舟”号飞船均使用了胀环式座椅缓冲器对着陆冲击过载进行缓冲。胀环式缓冲器利用金属薄壁管扩胀变形进行缓冲吸能，与其它类型的缓冲器相比具有易于加工、调整方便、工作稳定和使用范围广等优点。胀环式缓冲器的主要部件包括若干段胀环和一个锥环。胀环通过活动套筒、连接滑块等与座椅骨架连接，锥环通过杆柱等与舱体连接。各段胀环内径相同，通过改变壁厚来提供不同的缓冲力。当外部输入冲击载荷超过胀环的启动阈值力时，缓冲器开始发生行程，胀环依次通过锥环发生扩径变形，将外部的冲击能量转化为胀环材料的变形能以及胀环和锥环之间的摩擦热能。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种可自修复、可持续利用蠕动型胀环式消能减震装置。本专利技术中，蠕动型胀环式消能减震装置主要依靠金属材料在外力作用时发生的弹性变形和锥体与胀环间摩擦耗能来吸收冲击能量。它的吸能组件是由一个个锥体与其相连的变截面胀环串联而成，在缓冲过程中锥体进入胀环，使胀环发生扩张变形且与胀环发生摩擦吸能从而把能量吸收掉，发生挤压变形后又可通过液压泵进行复位使装置恢复以满足自修复、可持续利用、节约成本等特点。本专利技术提供了一种蠕动型胀环式消能减震装置，包括布置在两端的带有圆环接口的变截面胀环和布置在中间的若干个彼此分离且对称分布的变截面胀环，每个胀环内贴面都包裹一层聚四氟乙烯垫，在各个胀环内左右两侧配置复位液压泵，相邻胀环中间设有一个双锥头对称锥体，所述胀环通过双锥头对称锥体和连接体连接在一起并配有相应的限位杆和限位槽，以此保证整个装置在地震及风作用下的蠕动传力。将上述技术方案进一步说明如下：上述蠕动型胀环式消能减震装置中，两端分别设有圆环，圆环用于和其他部件连接，所述圆环分别与胀环连接，在胀环内设有液压泵。上述装置中，胀环包括若干个，在胀环的中部与双锥头对称锥体贴合排放，中部的上下两侧分别设有限位槽或固定槽,固定槽深度、限位槽深度和长度应根据拉伸压缩试验结果以及锥体长度和可移动范围确定在一个合理的限值内，这样可以保证锥头不会脱离胀环，并且可以保证耗能和传力的蠕动进行。上述装置中，所述连接体为环形结构，由固定杆、弯曲连接杆、水平连接杆、限位杆组成，连接体的固定杆插入胀环的固定槽内，限位杆插入胀环的限位槽内，固定端由于插入固定槽与胀环连成整体无法移动，滑动端在限位槽内，因为限位槽的限制只能在限位槽内移动。上述装置中，相邻胀环之间设立连接体，胀环所采用铝材或超弹性钢材且有相应的刚度，保证胀环变形控制在弹性变形范围内,连接杆应选择具有足够刚度的铝制材等，限位槽的深度和长度根据试验结果确定在一个合理的限值内，这样可以保证锥头不会脱离胀环，并且可以保证耗能和传力的蠕动进行。上述装置中，胀环与锥体相对运动时接触表面的压力很大，在这种情况下，胀环与锥体接触面如果采用干摩擦，容易发生粘接、擦伤等现象，使摩擦阻力进一步加大，引起缓冲的波动。因此，必须采取润滑措施，保证摩擦系数的稳定性。通过分析和试验确定了在胀环内贴面附着包裹一层聚四氟乙烯垫来解决这一问题。在胀环润滑方式确定后，可根据理论公式计算出胀环与锥角的组合缓冲力，再结合加工工艺性及装配空间的限制，选择锥体的锥角在7°～15°范围内为合适角度。上述装置中，所述液压泵通过油泵供油使活塞运动，从而实现了装置的复位操作。上述装置中，在胀环的变截面处设有传感器，当锥头与传感器接触时产生感应信号，对装置进行复位操作。通过液压泵使胀环和锥体复位，保证不用替换胀环，在变截面处贴有传感器，当锥体触碰传感器时即表示应进行复位工作，通过复位做到可持续利用。本专利技术的有益效果：本专利技术装置将胀环变形控制在弹性范围内，保证了胀环的可持续利用，减少了耗材，并有相应的自复位机制，可有效抵抗风作用力以及大中小地震。附图说明图1：蠕动型胀环式消能减震装置整体结构示意图；图2：图1中蠕动型胀环式消能减震装置变形后的整体结构示意图；图3：单个胀环单元弹性变形前后的放大图；图4：连接杆的结构示意图；图5：液压泵的结构示意图。图中：1—胀环，2—锥体，3—固定槽，4—限位槽，5—连接体，5-1—固定杆，5-2—弯曲连接杆，5-3—水平连接杆，5-4—限位杆，6—圆环，7—液压泵，7-1—活塞，7-2—油缸，7-3—油管，7-4—油泵，8—聚四氟乙烯垫，9—变截面处。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术，但不局限于以下实施例。实施例1：本实施例提供了一种蠕动型胀环式消能减震装置，包括布置在两端的带有圆环接口的变截面胀环1和布置在中间的若干个彼此分离且对称分布的变截面胀环，每个胀环1内贴面都包裹一层聚四氟乙烯垫8，在各个胀环内左右两侧配置复位液压泵7，相邻胀环中间设有一个双锥头对称锥体2，所述胀环1通过双锥头对称锥体2和连接体5连接在一起并配有相应的限位杆5-4和限位槽4，以此保证整个装置在地震及风作用下的蠕动传力。将上述技术方案进一步说明如下：上述蠕动型胀环式消能减震装置中，两端分别设有圆环6，圆环6用于和其他部件连接，所述圆环6分别与胀环连接，在胀环1内设有液压泵7。上述装置中，胀环1包括若干个，在胀环1的中部与双锥头对称锥体2贴合排放，中部的上下两侧分别设有限位槽4或固定槽3,固定槽3深度、限位槽4深度和长度应根据拉伸压缩试验结果以及锥体长度和可移动范围确定在一个合理的限值内，这样可以保证锥头2不会脱离胀环1，并且可以保证耗能和传力的蠕动进行。上述装置中，所述连接体5为环形结构，由固定杆5-1、弯曲连接杆5-2、水平连接杆5-3、限位杆5-4组成，连接体的固定杆5-1插入胀环的固定槽3内，限位杆5-4插入胀环的限位槽4内，固定端由于插入固定槽3与胀环1连成整体无法移动，滑动端在限位槽4内，因为限位槽4的限制只能在限位槽4内移动。上述装置中，相邻胀环之间设立连接体，胀环1所采用铝材或超弹性钢材且有相应的刚度，保证胀环变形控制在弹性变形范围内,连接杆应选择具有足够刚度的铝制材等，限位槽的深度和长度根据试验结果确定在一个合理的限值内，这样可以保证锥头不会脱离胀环，并且可以保证耗能和传力的蠕动进行。上述装置中，胀环1与锥体2相对运动时接触表面的单位压力很大，在这种情况下，胀环与锥体接触面如果采用干摩擦，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种蠕动型胀环式消能减震装置，其特征在于：包括布置在两端的带有圆环接口的变截面胀环和布置在中间的若干个彼此分离且对称分布的变截面胀环，每个胀环内设有一层聚四氟乙烯垫，在各个胀环内左右两侧配置复位液压泵，相邻胀环中间设有一个双锥头对称锥体，所述胀环通过双锥头对称锥体和连接体连接在一起并配有相应的限位杆和限位槽，以此保证整个装置在地震及风作用下的蠕动传力。/n
【技术特征摘要】
1.一种蠕动型胀环式消能减震装置，其特征在于：包括布置在两端的带有圆环接口的变截面胀环和布置在中间的若干个彼此分离且对称分布的变截面胀环，每个胀环内设有一层聚四氟乙烯垫，在各个胀环内左右两侧配置复位液压泵，相邻胀环中间设有一个双锥头对称锥体，所述胀环通过双锥头对称锥体和连接体连接在一起并配有相应的限位杆和限位槽，以此保证整个装置在地震及风作用下的蠕动传力。
2.根据权利要求1所述的蠕动型胀环式消能减震装置，其特征在于：两端分别设有圆环用于连接其他部件，所述圆环分别与胀环连接，在胀环内设有液压缸。
3.根据权利要求1所述的蠕动型胀环式消能减震装置，其特征在于：胀环包括若干个，胀环的中部与双锥头对称锥体贴合排放，胀环中部的上下两侧分别设有限位槽或固定槽。
4.根据权利要求1所述的蠕动型胀环式消能减震装置，其特征在于：所述连接体为环形结构，由固定杆、弯曲连接杆、水平连接杆、限位杆组成，连接体的固定杆插入胀环的固定槽...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨会伟，陈鹏程，于昌鑫，韩敬鉴，路国运，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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