一种机械最优化的液体惯性减振器和飞行器塔式系统技术方案

本发明专利技术公开了一种机械最优化的液体惯性减振器和飞行器塔式系统，其中隔振器包括上部壳体和下部壳体；限定上部流体腔的上部贮液壳体；限定下部流体腔的下部贮液壳体；通过上部弹性材料件弹性连接到上部壳体上的活塞式主轴，该活塞式主轴通过下部弹性材料件弹性连接到下部壳体上；具有调谐通道的伸长部分；以及置于其中的调谐流体。该隔振器消去隔离频率上的振动力。该隔振器在塔式系统中使用，该塔式系统用于在飞机中安装传动装置。该隔振器位于塔式结构和顶盖结构之间。该隔离器包括位于传动转轴的旋转轴的水平线位置附近的球面轴承组件。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种振动控制。本申请尤其涉及一种用于隔离结构或主体中的机械振动的方法和装置，该结构或主体易受到谐波或振荡位移或压力的影响。本申请的系统非常适用于飞行器领域，特别是，直升机和其他水平螺旋桨飞机。
技术介绍
多年以来，人们竭力设计一种用于将振动主体从传输它自身的振动到其他主体中隔离出来的装置。这样的装置适用于各种
，在上述
中希望从结构的其他部分中隔离振荡或振动装置的振动，例如发动机的振动。典型的振动隔离和衰减装置(“隔离器”)采用各种机械系统部件(弹簧和块)的组合以调整整个系统的频率响应特性，从而使系统中的重要结构获得可接受的振动水平。这些隔离器大量使用的一个领域是飞行器，其中利用振动隔离系统将飞行器的机身或其他部分从机械振动中隔离出来，例如谐波振动，这些机械振动与推进系统有关，由飞行器的发动机、变速器和螺旋桨或水平旋翼产生。振动隔离器区别于在现有技术中被错误的称为“隔离器”的减震装置。一个用于振动的简单的力学公式如下:F - mx + αχ 十 be振动隔离器利用惯性力(mx )抵消弹力(kx)。另一方面，减震装置是利用耗散效果(Ci )去除来自振动系统的能量。在飞行器振动隔离系统的设计中一个重要的工程目标是减小包括隔离装置横截面积在内的长度、重量和整个尺寸。这是关于飞行器所有工程效果的基本目标。在设计和制造直升机和其他水平螺旋桨飞机中，例如倾转旋翼机，需要盘旋以克服飞行器的静负载，以及与固定翼飞机相比要限制其有效负载是尤其重要的。在振动隔离系统的设计中另外的一个重要工程目标是保存工程资源，这些工程资源在飞行器其他方面的设计或振动隔离系统中已经付出了。换句话说，在振动隔离系统的性能中进行增量式改进是一个很重要的工业目标，而不需要彻底的重组工程或对已有的振动隔离系统的所有组件的完全再设计。尤其适用于飞行器和直升飞机的隔振领域中一个标志性的进步公开在专利号为4，236，607、名称为“振动抑制系统(Vibration Suppression System)”、1980 年 12 月 2 日授权给Halwes等人的美国专利(简称为Halwes ‘607)中。专利Halwes ‘607通过参考并入文中。专利Halwes ‘607公开了一种隔振器，其中浓稠的、低粘度流体用作“调谐”质量来平衡或消去通过隔离器传输的振荡力。这个隔离器采用的原理为振荡质量的加速度与其位移的相位差为180°。在专利Halwes ‘607中，认识到了浓稠的低粘度流体的惯性特征，与活塞排布所得到的液压优势相结合，会抑制不同相的加速度以生成平衡力来衰减或消去振动。专利Halwes ‘607提供了一种比现有技术更加小巧、可靠且有效率的振荡器。原来由专利Halwes ‘607想到的浓稠的低粘度流体是水银，其有毒性和高腐蚀性。自从Halwes的早期专利技术开始，在这个领域已做了大量努力将水银换成一种流体或者改变单个隔离器的动态响应以衰减不同振动模式。后者的一个例子可以从专利号为 5，439，082、名称为“液压惯性隔振器(Hydraulic Inertial Vibration Isolator)”、1995年8月8日授权给McKeown等人的美国专利(简称为McKeown ‘082)中找到，专利McKeown ‘082通过参考并入文中。有几个参数影响Halwes型隔离器的性能和特征，包括所采用的流体的浓度和粘度、隔离器的各组件的相对尺寸、等等。对这种隔离器设计上的一个改进公开在专利号为6，009，983、名称为“用于改进隔离的方法和设备(Method and Apparatus for ImprovedIsolation)”、2000年I月4日授权给Stamps等人的美国专利(简称为Stamps ‘983)中。在专利Stamps‘983中，采用调谐通道两端的复合半径来提供隔离器性能上的显著改进。专利Stamps ‘983通过参考并入文中。已经对Halwes型隔离器进行的另一方面的设计上的改进是针对一种用来改变振荡器频率的装置以增加隔离器运行期间的有效性。这种隔离器设计上的一个进步公开在专利号为 5，435，531、名称为“隔振系统(Vibration Isolation System)”、1995 年 7 月 25日授权给Smith等人的美国专利(简称为Smith ‘531)中。在专利Smith ‘531中，可轴向延伸的衬套用在调谐通道的内壁上以改变调谐通道的长度，由此改变隔离频率。可调谐的Halwes型隔离器在设计上的另一个进步公开在专利号为5，704，596、名称为“隔振系统(Vibration Isolation System)”、1998年I月6日授权给Smith等人的美国专利(简称为Smith ‘596)中。在专利Smith ‘596中，衬套用在调谐通道的内壁上以改变调谐通道本身的横截面积，由此改变运行期间的隔离频率。专利Smith ‘531和专利Smith ‘596都是对有源调谐隔离器进行的令人瞩目的尝试。在隔振领域中另一个进步是可调谐的隔振器，这种可调谐的隔振器公开在专利号为6，695，106、名称为“用于改进隔振的方法和设备(Method and Apparatus for ImprovedVibration Isolation)”、2004年2月24日授权给Smith等人的美国专利中，该专利通过参考并入文中。虽然上述进步体现了隔振领域的突飞猛进，但还存在许多缺点。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于提供一种用于隔离结构或主体中的机械振动的机械最优化的液体惯性减振器和飞行器塔式系统。为实现上述目的，本专利技术提供了一种隔振器，包括:上部壳体和下部壳体；限定上部流体腔的上部贮液壳体；限定下部流体腔的下部贮液壳体；活塞式主轴,通过上部弹性材料件弹性连接到上部壳体上，该活塞式主轴通过下部弹性材料件弹性连接到下部壳体上；具有调谐通道的伸长部分；置于该上部流体腔、下部流体腔、以及调谐通道中的调谐流体；具有附着件的球面轴承组件；其中该球面轴承组件至少部分围绕该下部壳体。与此同时，本专利技术还提供了一种飞机的塔式系统，该塔式系统包括:连接到传动装置上的塔式结构；机体结构；通过传动转轴和连接件与传动装置机械连接的引擎；连接在塔式结构和机体结构之间的隔振器，该隔振器包括:上部壳体和下部壳体；限定上部流体腔的上部贮液壳体；限定下部流体腔的下部贮液壳体；通过上部弹性材料件弹性连接到上部壳体上的活塞式主轴，该活塞式主轴通过下部弹性材料件弹性连接到下部壳体上；具有调谐通道的伸长部分；置于该上部流体腔、下部流体腔、以及调谐通道中的调谐流体；具有附着件的球面轴承组件；其中该隔振器的球面轴承组件位于该传动转轴的旋转轴的水平线位置附近。本专利技术的技术方案使飞行器组件的尺寸和复杂度最小，以使该飞行器的重量和花费最小，由此使性能最好并减少与制造相关的费用。附图说明作为本申请的实施例的特点的新颖性特征在随附权利要求中列出。然而，结合附图参考下述详细说明，将更好地理解实施例本身、使用的优选方式以及其他目的和优点，附图中:图1是根据本申请所述的直升飞机的透视图；图2A是根据本申请所述的处于飞机模式下的倾转旋翼飞机的俯视图；图2B是根据本申请所述的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种隔振器，包括：上部壳体和下部壳体；限定上部流体腔的上部贮液壳体；限定下部流体腔的下部贮液壳体；活塞式主轴，通过上部弹性材料件弹性连接到上部壳体上，该活塞式主轴通过下部弹性材料件弹性连接到下部壳体上；具有调谐通道的伸长部分；置于该上部流体腔、下部流体腔、以及调谐通道中的调谐流体；具有附着件的球面轴承组件；其中该球面轴承组件至少部分围绕该下部壳体。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：莫里斯·D·格里芬，
申请(专利权)人：贝尔直升机泰克斯特龙公司，
类型：发明
国别省市：