CN105889386B - 一种干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种全金属干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器，该隔振缓冲器以外壳体和内支撑筒作为固定部件，以上套筒作为活动部件，在外壳体与上套筒之间设有碟形金属丝网减振构件，在隔振缓冲器受到外界振动激励时提供垂直向和水平向隔振作用；在内支撑筒外部以及底板凸环外部设有金属丝网缓冲构件，当受到外界强烈的冲击激励时，上套筒与金属丝网缓冲构件接触起到垂直和水平向缓冲作用；调节螺栓与底板之间的螺旋弹簧提供支撑被隔振设备以及缓冲和复位的作用。本隔振缓冲器能够实现三向隔振、承受强冲击振动，适用于越野车辆或极端工况下的隔振缓冲领域。

Description

一种干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器

技术领域

本发明涉及一种机械振动隔振缓冲领域，具体涉及一种装甲车辆车载仪器设备的三向抗强冲击隔振缓冲器。

背景技术

随着科技的不断进步，装甲车辆的机动性能得到了大幅提升。装甲车辆在行驶过程中，由发动机、传动***引起的车体各部位的振动比较大，其振动频率主要集中在中高频段；同时，路面不平度通过行动***将振动激励传递至车体，其振动频率主要集中在中低频段。然而除了正常的越野路面行驶，装甲车辆还将在极端的环境条件下使用，如跨越壕沟和矮墙等障碍物、快速通过起伏较大的地形、进行火炮射击、遭受地雷等武器攻击以及进行机动空投时，装甲车辆将承受异常强烈的冲击振动。在这些极端的使用条件下，车载电子设备和仪器所处的力学环境十分恶劣，强冲击振动容易使仪器和设备发生各种故障。严重影响仪器设备的使用可靠性。

由于装甲车辆的作业环境多样，车载电子设备的振动环境也非常复杂，因此对所采取的减振措施也提出了更高的要求，既需要对在越野路面正常行驶时的振动激励进行隔振，又要求对极端使用条件下的强冲击激励进行缓冲。同时，装甲车辆在起伏较大的路面行驶时，除了垂向振动外，其前后和左右的水平向振动也不容忽视，特别是在火炮射击或遭受武器侧面攻击时，其水平向的冲击激励将十分剧烈，这就要求隔振器同时具备垂直和水平三向隔振缓冲性能。

目前常用的隔振器主要有阻尼橡胶隔振器、弹簧类隔振器、钢丝绳隔振器以及干摩擦类隔振器等。由于装甲车辆特殊的使用条件和工作环境，限制了其中一些隔振器的应用。比如，在低温40℃的工作环境中，橡胶类隔振器的减振性能和使用寿命将受到很大影响，而且橡胶材料本身容易出现老化现象，因此不适用于装甲车辆领域；螺旋弹簧或碟形弹簧类隔振器的阻尼较小，能满足缓冲要求，但减振性能较差；而装甲车辆内部空间有限，体积较大的钢丝绳隔振器也受到一定限制。通过结构的摩擦副或者通过金属丝之间的摩擦实现干摩擦阻尼隔振的干摩擦类隔振器，由于不受环境温度的影响，阻尼性能优良，体积较小，因此更适用于装甲车辆车载设备的隔振领域。

在现有隔振器中，多数是单向隔振器，在实际应用中其水平向的刚度较大，隔振和缓冲性能较弱。通过检索发现一些三向隔振器对于较低的振动激励能够实现良好的隔振性能，而对于强冲击激励则考虑不足。本发明专利同时考虑三个方向在较低振动强度下的隔振性能和强冲击激励环境下的缓冲性能，利用金属丝网阻尼构件的非线性刚度和阻尼特性，以实现复杂振动环境下的隔振缓冲要求。

发明内容

本发明以兼顾常规振动环境下的减振要求和强冲击激励下的缓冲要求为目的，基于金属丝网阻尼构件的非线性刚度和干摩擦阻尼特性，提供了一种全金属干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器。

本发明提出的隔振缓冲器包括外壳体、上套筒、紧固螺母、调节螺栓、顶挡板、底板、内支撑筒、支撑弹簧和金属丝网阻尼构件。该隔振缓冲器主要由三个部件组成：固定部件、活动部件和隔振缓冲组件。固定部件包括外壳体、底板和内支撑筒。其中底板通过螺纹连接固定在外壳体底部，内支撑筒通过螺纹连接固定在底板中部凸台内螺纹孔内；活动部件包括上套筒、紧固螺母、调节螺栓和顶挡板，其中调节螺栓下部与外壳体螺纹连接，紧固螺母通过螺纹连接在调节螺栓顶部，并与上套筒紧固连接，在上套筒外部设有环形顶挡板，与外壳体内顶面接触；隔振缓冲组件包括支撑弹簧、筒形金属丝网构件、环形金属丝网构件、碟形金属丝网构件，其中支撑弹簧为螺旋钢弹簧，底部压在底板的中间部位，由内支撑筒约束其位置，上部顶在调节螺栓下缘，由上套筒中间通孔约束其位置，四个碟形金属丝网构件对称分布在上套筒凸环的上下两侧，筒形金属丝网构件套装在内支撑筒外部，底部紧贴底板凸台端面，环形金属丝网构件套装在底板凸台外侧，紧贴底板并与碟形金属丝网构件和筒形金属丝网构件接触。

本发明所述的支撑弹簧的作用是支撑被隔振设备，并提供偏离平衡位置后的回复力，采用低刚度螺旋弹簧，以实现静平衡位置附近较低的共振频率和良好的隔振效果。

本发明所述的三种不同形状的金属丝网构件分别实现不同的功能：碟形金属丝网构件的主要作用是提供耗散三个轴向的外界振动能量的干摩擦阻尼；筒形金属丝网构件的主要作用是缓冲水平向的强冲击激励；环形金属丝网构件的主要作用是缓冲垂直向的强冲击激励。

所述的碟形金属丝网构件，采用直径0.15mm或0.2mm的不锈钢丝模压而成。其优点是水平向刚度与垂直向刚度基本相当，避免了矩形金属丝网构件水平向刚度较大的缺点。

所述的筒形和环形金属丝网构件，采用直径为0.3mm或0.4mm的不锈钢丝模压而成。在上套筒处于静平衡位置时，筒形和环形金属丝网构件与上套筒内壁和下端面之间有适当的间隙，在外界振动激励较小时，上套筒在水平向和垂直向均不与筒形和环形金属丝网构件接触；仅在隔振缓冲器受到外界强冲击时，上套筒水平或垂直向位移增大，由筒形和环形金属丝网构件提供水平向和垂直向缓冲作用。金属丝网构件在变形过程中，不仅提供干摩擦阻尼，还具有渐硬的非线性刚度，从而在强冲击作用下约束上套筒的位移量，使得被隔振设备不致于因位移量过大而与周围物体发生碰撞。

本发明中所述的碟形金属丝网构件的预压缩量和上套筒的静平衡位置具有可调节功能。碟形金属丝网构件的预压缩量的可通过底板与外壳体之间的螺纹进行调节，上套筒的静平衡位置可通过调节螺栓进行调节。

本发明中所述的顶挡板不仅可防止油液、杂质等异物进入金属丝网内部，并由此影响金属丝网的阻尼性能，而且可起到约束上层碟形金属丝网的作用，使得上套筒凸环上下两侧的金属丝网构件具有相同的变形，以提供对称的刚度和阻尼力。

本发明的优点在于：

1、能够兼顾常规振动环境下的减振要求和强冲击激励下的缓冲要求；

2、具备良好的水平和垂直三轴向隔振和缓冲性能；

3、全部采用金属材料制成，不易受外界环境温度的影响，性能稳定、可靠，工作寿命较长。

附图说明

图1是本发明隔振缓冲器的基本结构图。

图2是本发明隔振缓冲器的俯视图。

图中，1为调节螺栓，2为紧固螺母，3为上套筒，4为顶挡板，5为外壳体，6为底板，7为内支撑筒，8为支撑弹簧，9为筒形金属丝网构件，10为环形金属丝网构件，11为碟形金属丝网构件。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于本实施例。

本实施例所述隔振缓冲器的具体结构包括：由外壳体5、底板6和内支撑筒7组成的固定部件；由上套筒3、紧固螺母2、调节螺栓1和顶挡板4组成的活动部件；由支撑弹簧8、筒形金属丝网构件9、环形金属丝网构件10、碟形金属丝网构件11组成的隔振缓冲组件。

固定部件通过外壳体5下边缘的四个通孔由螺栓与基座相连，其中，底板6通过螺纹与外壳体5底面连接，内支撑筒7下部与底板6上部凸台的内螺纹固连。

活动部件通过调节螺栓1的内螺纹与被隔振设备固连，其中，调节螺栓1通过外螺纹与上套筒3的上部内螺纹连接，紧固螺母2与调节螺栓1外螺纹上部连接，并紧贴上套筒3顶端面，顶挡板4套装在上套筒3外侧，并紧贴于外壳体5内顶面。

隔振缓冲组件安装在固定部件和活动部件之间，其中，支撑弹簧8底部压在底板6的中间部位，由内支撑筒7约束其位置，支撑弹簧8上部顶在调节螺栓1下缘，由上套筒3中间通孔约束其位置；四个碟形金属丝网构件11对称套装在上套筒3凸环的上下两侧；筒形金属丝网构件9套装在内支撑筒7外部，底部紧贴底板6凸台端面；环形金属丝网构件10套装在底板6凸台外侧，紧贴底板6顶面并与碟形金属丝网构件11和筒形金属丝网构件10接触。

本发明各构件的装配和调整流程为：

1、将两个碟形金属丝网构件11和顶挡板4依次套装在上套筒3凸环的上部，将一个碟形金属丝网构件11套装在上套筒3凸环的下部。

2、将套装好的上套筒3从底部装入外壳体5内部。

3、将内支撑筒7通过螺纹固连在底板6中间凸缘内，然后将环形金属丝网构件10套装在底板6凸缘外侧，将筒形金属丝网构件9套装在内支撑筒7的外侧，再将剩下的一个碟形金属丝网构件11套装在环形金属丝网构件10的外侧。

4、将套装好的底板6和内支撑筒7从底部装入外壳体5内部，压紧碟形金属丝网构件11，然后将底板6旋入外壳体5底部的螺纹内，依据碟形金属丝网构件11所占内部空间高度，通过底板6将碟形金属丝网构件11调节至与载荷相适的预压缩量，并将底板6和外壳体5相对位置固封。

5、将支撑弹簧8从上套筒3顶部装入内支撑筒7内，然后用调节螺栓1下缘将支撑弹簧8向下压缩，并旋入上套筒3；在压力机上调整调节螺栓1旋入上套筒3的深度，使得上套筒3在受到标称静载荷作用时，上套筒3凸环处于四组碟形金属丝网组件的正中间位置；最后将紧固螺母2旋紧在调节螺栓1上，并将两者相对位置固封。

在本实施例中，根据被隔振设备的载荷大小，可选择与之相匹配的支撑弹簧的刚度和长度，以实现最优的隔振效果。更换不同的支撑弹簧、金属丝网构件以及隔振缓冲器结构尺寸，可实现标称载荷系列化的隔振缓冲器。

本发明提供了一种干摩擦型抗强冲击隔振缓冲器的思路和优选的实施方式，但应认识到上述描述不应被认为是对本发明的限制。在本发明思路和原理下的部分修改和改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器，包括外壳体(5)、上套筒(3)、紧固螺母(2)、调节螺栓(1)、底板(6)、内支撑筒(7)、支撑弹簧(8)、碟形金属丝网构件(11)、筒形金属丝网构件(9)和环形金属丝网构件(10)；该隔振缓冲器以外壳体(5)、底板(6)和内支撑筒(7)作为固定部件，底板(6)通过螺纹连接固定在外壳体(5)底部，内支撑筒(7)通过螺纹连接固定在底板(6)中部凸台内螺纹孔内；调节螺栓(1)下部与上套筒(3)螺纹连接，紧固螺母(2)通过螺纹连接在调节螺栓(1)顶部，并与上套筒(3)紧固连接，在上套筒(3)外部设有环形顶挡板(4)，与外壳体(5)顶端内侧接触，调节螺栓(1)与底板(6)之间设有支撑弹簧(8)，位于内支撑筒(7)内；在上套筒(3)外部与外壳体(5)之间设有碟形金属丝网构件(11)，在上套筒(3)下部凸环上下两侧对称分布，在内支撑筒(7)外部设有筒形金属丝网构件(9)，在底板(6)中部凸台外侧和碟形金属丝网构件(11)之间设有环形金属丝网构件(10)。

2.根据权利要求1所述的干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器，其特征在于：所述上套筒(3)外部的减振元件为多层对称分布的碟形金属丝网构件，其预压缩量可通过底板(6)调节。

3.根据权利要求1所述的干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器，其特征在于：所述上套筒(3)的工作高度由调节螺栓(1)和紧固螺母(2)进行调节。

4.根据权利要求1所述的干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器，其特征在于：所述筒形金属丝网构件(9)套装于内支撑筒外壁，与上套筒(3)内壁和内顶面之间不接触，中间留有适当间隙。

5.根据权利要求1所述的干摩擦型三向抗强冲击隔振缓冲器，其特征在于：所述环形金属丝网构件(10)与上套筒(3)下边缘之间留有合适的间隙。