一种大行程中阻尼率阻尼器制造技术

本发明专利技术提供一种大行程中阻尼率阻尼器，适用于具有展开功能的太阳翼、天线。该大行程中阻尼率阻尼器包括：具有内部环形空间的外壳，以及两端通过轴承支撑在所述外壳内部的叶轮；其中叶轮为单叶片叶轮，叶轮叶片所在侧的外侧面与所述外壳内圆周面之间有用于使粘性阻尼液流过的缝隙；令所述叶轮与所述外壳之间的空间为主腔体，所述主腔体内充满粘性阻尼液；使用时，所述叶轮与外部旋转部件相连，所述外壳固定。此外，还采用了温度补偿腔的结构形式，提升了粘性阻尼器产品在深空中的适用温度范围。升了粘性阻尼器产品在深空中的适用温度范围。升了粘性阻尼器产品在深空中的适用温度范围。

【技术实现步骤摘要】
一种大行程中阻尼率阻尼器


[0001]本专利技术涉及一种阻尼器，具体涉及一种大行程中阻尼率阻尼器。

技术介绍

[0002]太阳翼是卫星的重要供电设备，也是航天器上常用的大行程展开组件。发射阶段，通过铰链等机构使太阳翼电池板收拢压紧在卫星侧壁。入轨后，通过铰链中弹性元件的驱动力，使太阳翼展开。展开末期，剩余能量转化为SADA的冲击载荷，这种载荷有时是毁灭性的，会导致SADA失效，整星失去能源。大行程粘性阻尼器可有效抑制展开末期的冲击载荷，在不增加电控制接口的情况下，通过粘滞性原理，减缓展开末期冲击，从而达到保护SADA的目的。
[0003]目前，国内、外粘性阻尼器主要包括直线式、旋转式两种。直线式阻尼器主要用于着陆腿等直线运动机构，旋转式阻尼器主要应用于旋转运动机构的阻尼。
[0004]太阳翼以往使用较多的阻尼器为90
°
旋转阻尼器，阻尼率在60Nms/rad，其缺点是旋转运动范围小，阻尼率较大。
[0005]国内、外文献报道中未见旋转范围大于等于270
°
带温度补偿的中阻尼率旋转式粘性阻尼器的报道。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术提供一种大行程中阻尼率阻尼器，适用于具有展开功能的太阳翼、天线。
[0007]所述的大行程中阻尼率阻尼器包括：具有内部环形空间的外壳，以及两端通过轴承支撑在所述外壳内部的叶轮；
[0008]所述叶轮为单叶片叶轮，叶轮叶片所在侧的外侧面与所述外壳内圆周面之间有用于使粘性阻尼液流过的缝隙；令所述叶轮与所述外壳之间的空间为主腔体，所述主腔体内充满粘性阻尼液；
[0009]使用时，所述叶轮与外部旋转部件相连，所述外壳固定。
[0010]作为本专利技术的一种优选方式：还包括温度补偿组件，所述温度补偿组件包括隔膜和弹性补偿元件；
[0011]所述外壳内部，叶轮下方设置有温度补偿腔，所述温度补偿腔与所述主腔体之间通过隔膜隔离；所述隔膜上设置有用于供粘性阻尼液流通的通孔；所述温度补偿腔内设置弹性补偿元件，当温度变化导致所述主腔体内的粘性阻尼液膨胀时，所述粘性阻尼液通过所述通孔进入所述温度补偿腔，挤压所述弹性补偿元件。
[0012]作为本专利技术的一种优选方式：所述外壳包括：上端盖和机架，所述机架为两端开口的中空的柱形结构；所述叶轮同轴套装在所述机架内部；
[0013]所述机架内部上方设置有端盖A，所述叶轮的上端通过支撑环和轴承支撑在端盖A上；下端通过支撑环和轴承支撑在所述机架内部的环形凸台上；
[0014]所述端盖A与所述上端盖以及所述机架之间静密封；
[0015]所述上端盖与所述叶轮之间动密封。
[0016]作为本专利技术的一种优选方式：所述上端盖与所述叶轮之间通过两个以上不同规格、不同间隙的J型密封圈所形成用于实现动密封的密封组件。
[0017]作为本专利技术的一种优选方式：所述外壳下方设置有用于对弹性补偿元件进行预压紧的预压接件。
[0018]有益效果：
[0019](1)本专利技术提供的阻尼器的阻尼力矩与转速相关，当转速很低时，阻尼力矩很小，当转速增大时，阻尼力矩以非线性的关系成倍增加。由于粘性阻尼器具有这一特性，阻尼器提供的阻尼力矩不属于机构静阻力矩，这就使得应用了粘性阻尼器的机构可以具有很高的静力矩裕度，同时又有较低的转速。静力矩裕度高意味着机构可靠性高，而转速低则意味着冲击低，一方面可有效提高航天器展开机构的可靠性，另一方面可有效降低冲击末期载荷。
[0020](2)本专利技术的粘性阻尼器结构简单，重量轻、体积小、耗能作用强，符合航天产品的特殊要求。
[0021](3)本专利技术中采用了单叶片叶轮，结构非对称，通过特殊的结构设计和密封方式，使该粘性阻尼器具有更大的工作行程，旋转行程可达到279
°
，降低了对产品安装精度的要求，产品健壮性好；并通过控制叶轮缝隙，使其在+25℃和15Nm时的阻尼率为：40Nms/rad
±
20％，为深空等特殊环境提供了稳定可靠产品。
[0022](4)本专利技术中采用了温度补偿腔的结构形式，提升了粘性阻尼器产品在深空中的适用温度范围，并通过特殊的密封结构形式保证了密封的可靠性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的大行程粘性阻尼器结构示意图；
[0024]图2为本专利技术的阻尼器原理示意图；
[0025]图3为本专利技术中密封结构的示意图。
[0026]其中：1-上端盖组件、2-弹性补偿元件，3-密封组件，4-端盖A，5-端盖B，6-叶轮，7-机架，8-支撑环，9-隔膜，10-预压接件，11-轴承，12-主腔体，13-温度补偿腔体
具体实施方式
[0027]下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。
[0028]本实施例提供一种航天器用带温度补偿的大行程旋转中阻尼率粘滞型阻尼器，尤其适用于具有展开功能的太阳翼、天线。这里所说的“大行程”、“中阻尼率”均为相对现有太阳翼所使用的为旋转行程为90
°
，阻尼率为60Nms/rad的阻尼器，“大行程”指旋转范围大于等于270
°
，“中阻尼率”指阻尼率低于60Nms/rad。
[0029]如图1所示，该阻尼器包括：上端盖组件1、机架7、叶轮6和弹性补偿元件2；机架7为两端开口的中空的柱形结构，且其内部设置有环形凸台，将其内部空间分隔为上下两部分；叶轮6同轴套装在机架7内部上部分空间内，叶轮6采用单叶片叶轮，由此在结构上为非对称结构，叶轮6叶片所在侧的外侧面与机架7内圆周面之间有缝隙；令叶轮6与机架7之间的空间为主腔体12，主腔体12内填充满粘性阻尼液。机架7内部上方设置有端盖A4，端盖A4与机
架7螺纹连接，叶轮的上端通过支撑环8和轴承支撑在端盖A4上，然后将上端盖组件1与端盖A4螺纹连接，并在上端盖组件1与端盖A4之间设置有两道0型密封圈,实现主腔体12顶部的密封；上端盖组件1端面加工用于操作孔，以方便上端盖组件1的安装。
[0030]如图3所示，叶轮6的下端通过支撑环8和轴承11支撑在机架7内部的环形凸台上；机架7内部叶轮6下方的空间为温度补偿腔13，主腔体12和温度补偿腔13之间通过隔膜9隔离，隔膜9上设置有供粘性阻尼液流通的小孔；温度补偿腔13内设置弹性补偿元件2(本例中采用弹簧)，机架7的下端开口处设置有端盖B5和预压接件10；其中端盖B5为阶梯型套筒结构，其大端通过内螺纹与机架7的下端外圆周面螺纹连接，小端通过内螺纹与预压接件10螺纹连接，由此，位于温度补偿腔13内的弹性补偿元件2顶部与隔膜9之间有间隙，底部与预压接件10抵触，预压接件10用于实现对弹性补偿元件2的预压紧。弹性补偿元件2可提供冗余可靠的回弹力，以保证在主腔体12内的粘性阻尼液处于充满的状态。
[0031]为保证该阻尼器工作过程中，粘性阻尼液不泄露出主腔体，在该阻尼器的上端分别进行了动密封和静密封的设计，具体为：上端盖组件1包括上端盖以及上端本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大行程中阻尼率阻尼器，其特征在于，包括：具有内部环形空间的外壳，以及两端通过轴承支撑在所述外壳内部的叶轮(6)；所述叶轮(6)为单叶片叶轮，叶轮(6)叶片所在侧的外侧面与所述外壳内圆周面之间有用于使粘性阻尼液流过的缝隙；令所述叶轮(6)与所述外壳之间的空间为主腔体(12)，所述主腔体(12)内充满粘性阻尼液；使用时，所述叶轮(6)与外部旋转部件相连，所述外壳固定。2.如权利要求1所述的大行程中阻尼率阻尼器，其特征在于：还包括温度补偿组件，所述温度补偿组件包括隔膜(9)和弹性补偿元件(2)；所述外壳内部，叶轮(6)下方设置有温度补偿腔(13)，所述温度补偿腔(13)与所述主腔体(12)之间通过隔膜(9)隔离；所述隔膜(9)上设置有用于供粘性阻尼液流通的通孔；所述温度补偿腔(13)内设置弹性补偿元件(2)，当温度变化导致所述主腔体(12)内的粘性阻尼液膨胀时，所述粘性阻尼液通过所述通孔进...

【专利技术属性】
技术研发人员：马静雅，濮海玲，闫泽红，檀傈锰，马腾，张凯延，
申请(专利权)人：北京空间飞行器总体设计部，
类型：发明
国别省市：