CN108150603A - 一种惯导设备减振器 - Google Patents

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陈辉
黄亚平
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Abstract

本发明涉及一种惯导设备减振器，包括上铁件、弹性元件和下铁件，所述弹性元件为橡胶元件，所述橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，所述上铁件上侧中央开设上连接螺纹孔，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽的连接凸块，所述下铁件包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽和连接板，连接板四周开设下连接通孔，所述橡胶元件下端开设圆球台凹槽，所述惯导设备减振器，设计合理的减振器结构，确保弹性元件三个方向的弹性刚度比例及变形量，设计弹性元件，利用弹性刚度以及阻尼特性参数，使得振动条件下，减振器弹性刚度基本保持线性，而在冲击条件下，则使减振器发生一定的硬化、使得变形量和过载系数均小于技术指标要求，保证惯导设备正常运行。

Description

一种惯导设备减振器
技术领域
本发明涉及减振器，尤其涉及惯导设备减振器。
背景技术
船用、炮用惯导设备是一种不依赖于外部信息、也不向外部辐射能量的自主式导航***，在惯导设备运行时，为了保证设备正常运行，需要通过减振器安装，减振器的相关技术指标要求：
a)环境温度要求：储存温度-50℃～+70℃，工作温度-40℃～+55℃；
谐振频率要求：安装减振器后的设备在全温度范围内水平方向的振动频率在10Hz～30Hz内，垂直方向的振动频率在10Hz～40Hz内，各方向频率差不超过15Hz；
b)振动条件要求：(1)三方向常温正弦扫频振动，每个方向(5～200～5)Hz频率段扫频2次，每次扫描15min，振动参数：(5～7Hz，25.4mm)、(7～92Hz，2.5g)、(92～110Hz、0.15mm)、(110～200Hz、3.5g)；(2)X方向高、低温正弦扫频振动，分别在－40℃和+55℃条件下，(5～200～5)Hz频率段扫频1次15min，振动参数：(5～7Hz，25.4mm)、(7～92Hz，2.5g)、(92～110Hz、0.15mm)、(110～200Hz、3.5g)；(3)全温度范围内，减振器各方向振动的放大倍数不大于7倍；
c)冲击条件要求：(1)X向(惯导设备长轴方向)：200g、3ms，200次半正弦耐久冲击，按照快速冲击和慢速冲击交替循环的方式进行。①快速冲击：1min冲击2次作为1组，连续冲击5组，每组间隔时间5min(共10次冲击)；②慢速冲击：3min冲击1次连续冲击10次作为1组，共进行5组，每组间隔时间5min(共50次冲击)，要求***的冲击响应小于50g；(2)Y向(惯导设备安装面法向)：100g、6ms，6次半正弦冲击，要求***的冲击响应小于60g；
传统的橡胶减震器不能满足要求，难以保证惯导设备正常运行。
发明内容
本申请人针对以上缺点，进行了研究改进，提供一种惯导设备减振器。
本发明所采用的技术方案如下：
一种惯导设备减振器，包括上铁件、弹性元件和下铁件，所述弹性元件为橡胶元件，所述橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，所述上铁件上侧中央开设上连接螺纹孔，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽的连接凸块，所述下铁件包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽和连接板，连接板四周开设下连接通孔，所述橡胶元件下端开设圆球台凹槽。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述上铁件和下铁件均采用Q345钢材制成。
所述橡胶元件配方按质量份数具体比例为：3L天然胶60份、顺丁胶40份、硫磺1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、CZ促进剂1份、N330炭黑39份、二丁酯20份、4010N防老剂2份、RD防老剂1份、石蜡1份、石蜡油22.5份和氯化丁基橡胶20份。
所述橡胶元件采用胶体采用挤压式硫化成型工艺成型，硫化温度为160℃，硫化压力16MPa。
所述弹性元件胶体的硬度为邵氏55°，胶体的抗拉强度＞16MPa。
本发明的有益效果如下：所述惯导设备减振器，安装在惯导设备和安装座之间，周围环境产生的振动、冲击载荷由设备安装基座通过减振器传递到设备上，减振器会出现振动、冲击变形；在此过程中，利用弹性元件刚度以及阻尼特性，设计设备和减振器***的频响等动态响应特性，达到控制设备振动、冲击响应的目的；通过合理设计减振器结构，调整弹性元件在减振器三个主轴方向的压缩、剪切变形形式，确保弹性元件三个方向的弹性刚度比例及变形量；并通过调整橡胶的硬度及配方，获取理想的弹性元件弹性刚度以及阻尼特性参数，使得振动条件下，减振器弹性刚度基本保持线性，而在冲击条件下，则使减振器发生一定的硬化、使得变形量和过载系数均小于技术指标要求。
附图说明
图1为本发明提供的惯导设备减振器剖视图。
图2为本发明提供的惯导设备减振器剖视图俯视图。
图3为本发明提供的惯导设备减振器***X向常温正弦扫频试验曲线。
图4为本发明提供的惯导设备减振器***X向低温正弦扫频试验曲线。
图5为本发明提供的惯导设备减振器***Y向冲击试验曲线。
图中：1、上铁件；11、上连接螺纹孔；12、连接凸块；2、弹性元件；21、上凹槽；22、圆球台凹槽；3、下铁件；31、连接凹槽；32、连接板；33、下连接通孔。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
如图1、图2所示，本实施例的惯导设备减振器，包括上铁件1、弹性元件2和下铁件3，弹性元件为橡胶元件，橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，上锥台锥角为37°、锥台高17mm，中间圆柱体外径56mm、高度10mm，下锥台的锥角为16°、锥台高14mm，上铁件1上侧中央开设上连接螺纹孔11，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽21的连接凸块12，下铁件3包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽31和连接板32，连接板32四周开设下连接通孔33，橡胶元件下端开设圆球台凹槽22，所述圆球台凹槽22的球径20mm，高度为16mm。
根据结构设计结果，建立减振器性能仿真模型，钢结构件用线弹性材料，橡胶材料用Neo－Hooke模型，考虑使用环境温度的变化，减振器的设计刚度最好能够趋于设计指标范围的平均值，即安装减振器的惯导设备垂向振动频率30Hz、横向振动频率20Hz；同时，减振器在垂向条件下以压缩变形为主，减振器动静刚度比大约在1.6倍左右，横向条件下以剪切变形为主，减振器动静刚度比大约在1.2倍左右；按此系数估计振动状态下，减振器的垂向静刚度为116.6kN/m、横向静刚度为69.1kN/m；根据静刚度设计参数，调整橡胶体的硬度进行减振器性能仿真计算，确定胶体的硬度为邵氏55°；在此基础上，进行减振器冲击强度计算，即在减振器底座垂向施加100g/6ms半正弦加速度载荷、横向施加200g/3ms半正弦加速度载荷；通过计算，在垂向冲击载荷作用下，减振器的最大应力约为14MPa，横向冲击载荷作用下，减振器的最大应力约为15.5MPa。
根据仿真设计结果，上铁件1和下铁件2均采用Q345钢材制成，所述橡胶元件配方按质量份数具体比例为：3L天然胶60份、顺丁胶40份、硫磺1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、CZ促进剂1份、N330炭黑39份、二丁酯20份、4010N防老剂2份、RD防老剂1份、石蜡1份、石蜡油22.5份和氯化丁基橡胶20份，并通过挤压式硫化成型工艺成型，硫化温度为160℃，硫化压力16MPa，成型的橡胶元件满足硬度为邵氏55°，且橡胶元件抗拉强度＞16MPa抗拉强度＞16MPa。
所述橡胶元件通过以下步骤成型：(1)胶料配方工艺；(2)炼胶工艺；(3)表面处理工序；(4)表面抛钢砂工序；(5)橡胶成型工序；(6)硫化压制工序；(7)产品修剪工序；(8)检验要求，完成橡胶元件生产，然后将橡胶元件与上、下铁件1、2装配到一起，单台惯导设备四个边角下方通过螺栓配合上铁件1的上连接螺纹孔11连接减振器，减振器下方通过螺栓穿过下铁件3的连接通孔33连接到下方的安装座上，通过减振器将惯导设备连接到安装座上即可。
安装好后惯导设备与减振器***性能参数如下：
a)三方向常温正弦扫频振动：利用电动振动试验***开展试验，惯导设备、减振器***X向谐振频率23.2Hz、放大倍数4.36；Y向谐振频率29.4Hz、放大倍数4.12；Z向谐振频率21.4Hz、放大倍数4.72；典型试验如图3所示；
b)X方向高、低温正弦扫频振动：利用电动振动试验***开展试验，惯导设备、减振器***在-40℃低温条件下，谐振频率为30.8Hz，谐振点放大倍数2.56；在+55℃高温条件下，谐振频率为19.7Hz，谐振点放大倍数为6.88Hz；典型试验曲线如图4所示；
c)Y向(惯导设备安装面法向)冲击：利用落锤冲击机开展试验，惯导设备、减振器***最大响应59.3g，试验后观察，减振器完好，表面没有出现裂纹或其他损伤；典型试验曲线如图5所示；
d)X向(惯导设备长轴方向)冲击：利用气动水平冲击试验***开展试验，惯导设备、减振器***响应加速度平均值为31.8g，试验后观察，减振器完好，表面没有出现裂纹或其他损伤。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在不违背本发明的基本结构的情况下，本发明可以作任何形式的修改。

Claims (5)

1.一种惯导设备减振器，其特征在于：包括上铁件(1)、弹性元件(2)和下铁件(3)，所述弹性元件为橡胶元件，所述橡胶元件包括上、下锥台和中间圆柱体，所述上铁件(1)上侧中央开设上连接螺纹孔(11)，下侧一体设置卡接橡胶元件上凹槽(21)的连接凸块(12)，所述下铁件(3)包括卡接橡胶元件下锥台的连接凹槽(31)和连接板(32)，连接板(32)四周开设下连接通孔(33)，所述橡胶元件下端开设圆球台凹槽(22)。
2.根据权利要求1所述的惯导设备减振器，其特征在于：所述上铁件(1)和下铁件(2)均采用Q345钢材制成。
3.根据权利要求1所述的惯导设备减振器，其特征在于：所述橡胶元件配方按质量份数具体比例为：3L天然胶60份、顺丁胶40份、硫磺1.5份、氧化锌5份、硬脂酸1份、CZ促进剂1份、N330炭黑39份、二丁酯20份、4010N防老剂2份、RD防老剂1份、石蜡1份、石蜡油22.5份和氯化丁基橡胶20份。
4.根据权利要求2所述的惯导设备减振器，其特征在于：所述橡胶元件采用胶体采用挤压式硫化成型工艺成型，硫化温度为160℃，硫化压力16MPa。
5.根据权利要求2所述的惯导设备减振器，其特征在于：所述弹性元件胶体的硬度为邵氏55°，胶体的抗拉强度＞16MPa。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109667883A (zh) * 2018-12-26 2019-04-23 长沙理工大学 橡胶阻尼耗能减振装置
CN111692258A (zh) * 2020-05-18 2020-09-22 北京智天新航科技有限公司 一种抗冲击橡胶减振器
CN112483598A (zh) * 2020-10-27 2021-03-12 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 燃气轮机发电机组大位移复合刚度圆锥柱混合型减振器
WO2021208221A1 (zh) * 2020-04-17 2021-10-21 中国矿业大学 一种掘进机惯导组合定位装置减振***及其使用方法
CN114321270A (zh) * 2021-11-30 2022-04-12 湖南航天机电设备与特种材料研究所 用于惯组的可变参数橡胶减振器
WO2024067220A1 (zh) * 2022-09-27 2024-04-04 北京易控智驾科技有限公司 一种减振器、智能传感装置及载具

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2752538Y (zh) * 2004-12-24 2006-01-18 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 低频大载荷橡胶隔振器
CN101333311A (zh) * 2008-07-27 2008-12-31 青岛茂林橡胶制品有限公司 汽车减震制品用橡胶组合物及其制造方法
CN101975236A (zh) * 2010-10-21 2011-02-16 航天材料及工艺研究所 橡胶缓冲、隔振弹性体结构
CN204494001U (zh) * 2015-01-14 2015-07-22 深圳市创世纪机械有限公司 一种机床防脱减震机构
CN204785332U (zh) * 2015-02-15 2015-11-18 北京市长城机床附件有限责任公司 充气式机床减振垫铁
CN105754157A (zh) * 2016-04-13 2016-07-13 上海众力汽车部件有限公司 一种汽车底盘衬套橡胶组合物
CN206129964U (zh) * 2016-10-21 2017-04-26 天津烯航石墨烯科技有限公司 海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2752538Y (zh) * 2004-12-24 2006-01-18 中国船舶重工集团公司第七一一研究所 低频大载荷橡胶隔振器
CN101333311A (zh) * 2008-07-27 2008-12-31 青岛茂林橡胶制品有限公司 汽车减震制品用橡胶组合物及其制造方法
CN101975236A (zh) * 2010-10-21 2011-02-16 航天材料及工艺研究所 橡胶缓冲、隔振弹性体结构
CN204494001U (zh) * 2015-01-14 2015-07-22 深圳市创世纪机械有限公司 一种机床防脱减震机构
CN204785332U (zh) * 2015-02-15 2015-11-18 北京市长城机床附件有限责任公司 充气式机床减振垫铁
CN105754157A (zh) * 2016-04-13 2016-07-13 上海众力汽车部件有限公司 一种汽车底盘衬套橡胶组合物
CN206129964U (zh) * 2016-10-21 2017-04-26 天津烯航石墨烯科技有限公司 海运船舶柴油机机组散热装置用橡胶减振器

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109667883A (zh) * 2018-12-26 2019-04-23 长沙理工大学 橡胶阻尼耗能减振装置
WO2021208221A1 (zh) * 2020-04-17 2021-10-21 中国矿业大学 一种掘进机惯导组合定位装置减振***及其使用方法
CN111692258A (zh) * 2020-05-18 2020-09-22 北京智天新航科技有限公司 一种抗冲击橡胶减振器
CN111692258B (zh) * 2020-05-18 2021-12-03 北京智天新航科技有限公司 一种抗冲击橡胶减振器
CN112483598A (zh) * 2020-10-27 2021-03-12 中国船舶重工集团公司第七0三研究所 燃气轮机发电机组大位移复合刚度圆锥柱混合型减振器
CN114321270A (zh) * 2021-11-30 2022-04-12 湖南航天机电设备与特种材料研究所 用于惯组的可变参数橡胶减振器
CN114321270B (zh) * 2021-11-30 2024-05-28 湖南航天机电设备与特种材料研究所 用于惯组的可变参数橡胶减振器
WO2024067220A1 (zh) * 2022-09-27 2024-04-04 北京易控智驾科技有限公司 一种减振器、智能传感装置及载具

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