一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,飛輪減振支架的上平臺下端螺紋連接有三個(gè)黏彈性阻尼器,三個(gè)黏彈性阻尼器按圓周分布120°,飛輪減振支架的下平臺為圓盤式結(jié)構(gòu),與黏彈性阻尼器下法蘭盤和整星平臺相連接,黏彈性阻尼器由中間柱、阻尼材料約束層和阻尼器外層套筒組成,阻尼材料約束層為內(nèi)剪切層、外剪切層構(gòu)成的剪切形式,內(nèi)剪切層與中間柱相接觸,外剪切層與阻尼器外層套筒相接觸。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,在保證有效剛度的情況下,對飛輪高頻微振動部分進(jìn)行有效的衰減;通過對高阻尼粘彈性材料進(jìn)行選取,支架結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,通過黏彈性阻尼器耗散振動能量,可以實(shí)現(xiàn)快速衰減飛輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振動。
【專利說明】
一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種飛輪減振支架,具體涉及一種用于飛輪高頻微振動被動減振支 架。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著空間開發(fā)及探測活動技術(shù)的發(fā)展,使航天器及其所攜帶的精密設(shè)備要求軌道 支撐平臺具有超靜意義上的力學(xué)環(huán)境,為保證儀器精度,減振技術(shù)已不再是錦上添花的"裝 飾"。因此必須對航天器工作過程中產(chǎn)生的高頻微振動加以隔離、減振和抑制,由于衛(wèi)星上 飛輪轉(zhuǎn)動部件高速轉(zhuǎn)動,太陽能電池板的運(yùn)動以及衛(wèi)星姿態(tài)變化對敏感載荷產(chǎn)生影響,現(xiàn) 有技術(shù)尚不能夠保證衛(wèi)星上一些高精度、高穩(wěn)定度的裝置維持正常工作,為此針對衛(wèi)星典 型執(zhí)行機(jī)構(gòu)高頻微振動進(jìn)行減振技術(shù)研究。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 針對上述問題,本發(fā)明提供了一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,能夠?qū)崿F(xiàn) 對飛輪旋轉(zhuǎn)過程產(chǎn)生的高頻、小振動環(huán)境下的高阻尼效果。
[0004] 本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種用于飛輪高頻微振動被動減振支 架,包括飛輪減振支架的上平臺和飛輪減振支架的下平臺,飛輪減振支架的上平臺下端螺 紋連接有三個(gè)黏彈性阻尼器,三個(gè)黏彈性阻尼器按圓周分布120°,飛輪減振支架的下平臺 為圓盤式結(jié)構(gòu),與黏彈性阻尼器下法蘭盤和整星平臺相連接,黏彈性阻尼器由中間柱、阻尼 材料約束層和阻尼器外層套筒組成,阻尼材料約束層為內(nèi)剪切層、外剪切層構(gòu)成的剪切形 式,內(nèi)剪切層與中間柱相接觸,外剪切層與阻尼器外層套筒相接觸,在內(nèi)、外剪切片的摩擦 力作用下受剪切作用,一部分振動能轉(zhuǎn)化為熱能被消耗掉,從而起到減振作用。
[0005] 所述飛輪減振支架的上平臺為圓盤式結(jié)構(gòu),圓周邊分布個(gè)吊耳,吊耳內(nèi)為螺紋柱 結(jié)構(gòu),可以與中間柱進(jìn)行螺紋連接,吊耳與飛輪上支架呈60°。
[0006] 所述的中間柱為柱型結(jié)構(gòu),與飛輪減振支架的上平臺、飛輪減振支架的下平臺分 別連接,是黏彈性阻尼器的骨架,是提供阻尼器強(qiáng)度和剛度的主要部件。
[0007] 所述中間柱上端面為內(nèi)嵌式螺紋結(jié)構(gòu),可以與飛輪減振支架的上平臺上的3個(gè)吊 耳相連,中間柱下端面為內(nèi)嵌式螺紋結(jié)構(gòu),與飛輪減振支架的下平臺相連。
[0008] 所述的黏彈性阻尼器采用的粘彈性材料為高聚物阻尼材料,主要以丁基橡膠、丙 烯酸酯橡膠等高聚物為基體,其高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是分子鏈上帶有很多甲基,飽和度高,具 有良好的吸收振動能量的特性,將丁基橡膠與一些填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑進(jìn)行配合以達(dá)到特定的 性能要求。
[0009] 所述黏彈性阻尼器通過阻尼器外套筒連接柱與飛輪減振支架的上平臺、飛輪減振 支架的下平臺相連,共有6個(gè)阻尼器外套筒連接柱。
[0010] 還包括一溫控裝置,安裝于黏彈性材料約束層的外剪切層的外部,為粘彈性阻尼 器提供最佳工作溫度范圍。
[0011] 其中,支腿長(上、下平臺之間的減振支架長度)與飛輪減振支架的上平臺、飛輪減 振支架的下平臺高為七倍關(guān)系,滿足垂直于平臺基準(zhǔn)面三個(gè)方向剛度最大。
[0012] 與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0013] 在國內(nèi)屬首次飛輪減振支架應(yīng)用于航天器上;結(jié)構(gòu)簡單,重量輕,在保證有效剛度 的情況下,對飛輪高頻微振動部分進(jìn)行有效的衰減;通過對高阻尼粘彈性材料進(jìn)行選取,支 架結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,通過黏彈性阻尼器耗散振動能量,可以實(shí)現(xiàn)快速衰減飛輪旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的振 動。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中飛輪減振支架上平臺的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中飛輪減振支架下平臺的示意圖。
[0017] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中飛輪減振支架阻尼器的示意圖。
[0018] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中中間柱的示意圖。
[0019] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中阻尼材料約束層的內(nèi)剪切層的示意圖。
[0020] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中阻尼材料約束層的外剪切層的示意圖。
[0021 ]圖8為本發(fā)明實(shí)施例中飛輪減振支架黏彈性結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖9為本發(fā)明實(shí)施例中阻尼器外套筒連接柱的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù) 人員進(jìn)一步理解本發(fā)明,但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是,對本領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說,在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下,還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明 的保護(hù)范圍。
[0024] 如圖1-9所示,本發(fā)明實(shí)施例提供了一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,包括 飛輪減振支架的上平臺1和飛輪減振支架的下平臺3,飛輪減振支架的上平臺1下端螺紋連 接有三個(gè)黏彈性阻尼器2,三個(gè)黏彈性阻尼器2按圓周分布120°,飛輪減振支架的下平臺3為 圓盤式結(jié)構(gòu),與黏彈性阻尼器2下法蘭盤和整星平臺相連接,黏彈性阻尼器2由中間柱4、阻 尼材料約束層5和阻尼器外層套筒6組成,阻尼材料約束層5為內(nèi)剪切層、外剪切層構(gòu)成的剪 切形式,內(nèi)剪切層與中間柱4相接觸,外剪切層與阻尼器外層套筒6相接觸,在內(nèi)、外剪切片 的摩擦力作用下受剪切作用,一部分振動能轉(zhuǎn)化為熱能被消耗掉,從而起到減振作用。
[0025] 所述飛輪減振支架的上平臺1為圓盤式結(jié)構(gòu),圓周邊分布3個(gè)吊耳,吊耳內(nèi)為螺紋 柱結(jié)構(gòu),可以與中間柱4進(jìn)行螺紋連接,吊耳與飛輪上支架呈60°。
[0026] 所述的中間柱4為柱型結(jié)構(gòu),與飛輪減振支架的上平臺1、飛輪減振支架的下平臺3 分別連接,是黏彈性阻尼器的骨架,是提供阻尼器強(qiáng)度和剛度的主要部件。
[0027] 所述中間柱4上端面為內(nèi)嵌式螺紋結(jié)構(gòu),可以與飛輪減振支架的上平臺1上的3個(gè) 吊耳相連,中間柱4下端面為內(nèi)嵌式螺紋結(jié)構(gòu),與飛輪減振支架的下平臺3相連。
[0028] 所述的黏彈性阻尼器2采用的粘彈性材料為高聚物阻尼材料,主要以丁基橡膠、丙 烯酸酯橡膠等高聚物為基體,其高分子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是分子鏈上帶有很多甲基,飽和度高,具 有良好的吸收振動能量的特性,將丁基橡膠與一些填充劑和補(bǔ)強(qiáng)劑進(jìn)行配合以達(dá)到特定的 性能要求
[0029] 所述黏彈性阻尼器2通過阻尼器外套筒連接柱7與飛輪減振支架的上平臺1、飛輪 減振支架的下平臺3相連,共有6個(gè)阻尼器外套筒連接柱7。
[0030] 還包括一溫控裝置,安裝于黏彈性材料約束層5的外剪切層的外部,為粘彈性阻尼 器提供最佳工作溫度范圍。
[0031] 本具體實(shí)施阻尼材料約束層5由內(nèi)剪切層、外剪切層組成,該材料先粘貼于中間柱 上,然后需要將外剪切層再粘貼在內(nèi)剪切層外側(cè),并采用套筒壓緊。圖6、7、8是三層阻尼層, 構(gòu)成了阻尼部分,圖6外套接圖8,圖8外套接圖7。
[0032] 當(dāng)存在外界結(jié)構(gòu)振動時(shí),引起中間柱彎曲,上、下法蘭軸心位置發(fā)生相對位移,進(jìn) 而引起內(nèi)、外剪切層發(fā)生相對運(yùn)動,阻尼材料內(nèi)、外剪切套筒的摩擦力作用下受剪切作用。 當(dāng)黏彈性材料內(nèi)部產(chǎn)生交變應(yīng)力和應(yīng)變時(shí),部分能量以勢能的形式儲存起來和釋放出去, 另一部分能量則轉(zhuǎn)化成熱量而耗散掉,表現(xiàn)為阻尼效應(yīng),從而起到減振作用。
[0033] 本具體實(shí)施飛輪與飛輪減振支架安裝過程中,首先,先將飛輪與支架上平臺連接 在一起;其次,將3個(gè)黏彈性阻尼器組裝好;再次,將阻尼器安裝在上平臺上;再其次,將阻尼 器安裝在下平臺上。減振支架的上平臺與飛輪安裝在一起,減振支架的下平臺與星體平臺 安裝在一體,減振支架由3個(gè)黏彈性阻尼器成一定角度而組成,黏彈性阻尼器也會產(chǎn)生剪切 滯回變形,耗散輸入的能量,減小飛輪速旋轉(zhuǎn)運(yùn)行過程中產(chǎn)生的微振動對整星平臺的影響, 進(jìn)而產(chǎn)生有效的減振效果。
[0034] 以上對本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是,本發(fā)明并不局限于上述 特定實(shí)施方式,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改,這并不影 響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,其特征在于,包括飛輪減振支架的上平臺 (1)和飛輪減振支架的下平臺(3),飛輪減振支架的上平臺(1)下端螺紋連接有三個(gè)黏彈性 阻尼器(2),三個(gè)黏彈性阻尼器(2)按圓周分布120°,飛輪減振支架的下平臺(3)為圓盤式結(jié) 構(gòu),與黏彈性阻尼器(2)下法蘭盤和整星平臺相連接,黏彈性阻尼器(2)由中間柱(4)、阻尼 材料約束層(5)和阻尼器外層套筒(6)組成,阻尼材料約束層(5)為內(nèi)剪切層、外剪切層構(gòu)成 的剪切形式,內(nèi)剪切層與中間柱(4)相接觸,外剪切層與阻尼器外層套筒(6)相接觸。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,其特征在于,所述飛 輪減振支架的上平臺(1)為圓盤式結(jié)構(gòu),圓周邊分布3個(gè)吊耳,吊耳內(nèi)為螺紋柱結(jié)構(gòu),可以與 中間柱(4)進(jìn)行螺紋連接,吊耳與飛輪上支架呈60°。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,其特征在于,所述的 中間柱(4)為柱型結(jié)構(gòu),與飛輪減振支架的上平臺(1)、飛輪減振支架的下平臺(3)分別連 接。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,其特征在于,所述中 間柱(4)上端面為內(nèi)嵌式螺紋結(jié)構(gòu),可以與飛輪減振支架的上平臺(1)上的3個(gè)吊耳相連,中 間柱(4)下端面為內(nèi)嵌式螺紋結(jié)構(gòu),與飛輪減振支架的下平臺(3)相連。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,其特征在于,所述的 黏彈性阻尼器(2)采用的粘彈性材料為高聚物阻尼材料。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,其特征在于,所述黏 彈性阻尼器(2)通過阻尼器外套筒連接柱(7)與飛輪減振支架的上平臺(1)、飛輪減振支架 的下平臺(3)相連,共有6個(gè)阻尼器外套筒連接柱(7)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于飛輪高頻微振動被動減振支架,其特征在于,還包括 一溫控裝置,安裝于黏彈性材料約束層(5)的外剪切層的外部,為粘彈性阻尼器提供最佳工 作溫度范圍。
【文檔編號】B64G1/66GK105937574SQ201510917719
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2015年12月10日
【發(fā)明人】孫宏麗, 李結(jié)凍, 盧山, 譚天樂
【申請人】上海新躍儀表廠