專利名稱：一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種適合航天器在軌減振用的密封型粘彈性阻尼器。
背景技術(shù)：
隨著航天器技術(shù)的發(fā)展,航天器的功能越來越多,其攜帶的精密有效載荷也越來越多，這些有效載荷往往對航天器在軌振動環(huán)境非常敏感。航天器上的振源一般為重要設備，不能直接去掉，或改變其振動特性非常困難。因此，為滿足有效載荷的環(huán)境要求，需要采用相應的阻尼器，把振源通過航天器結(jié)構(gòu)傳遞到有效載荷的振動能量吸收掉。一種常用的方法是在航天器振動較大的部位，直接黏附粘彈性材料，這種方法盡管有效，但由于粘彈性材料在空間會產(chǎn)生放氣現(xiàn)象，從而對光學有效載荷產(chǎn)生污染，因此在光學有效載荷的附近一般不能采用該方法。另外，這種方法往往使粘彈性材料直接裸露在外部，在太陽光的輻照 下，其阻尼性能會加速衰減，使其壽命大大縮短。因此，該方法常用來減小航天器發(fā)射過程中所受到的振動，而不適用于航天器在軌長期使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)解決問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種適合航天器在軌減振用粘彈性阻尼器，具有結(jié)構(gòu)組成簡單，無空間污染，使用壽命長，安裝操作方便等優(yōu)點。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器，包括連接螺釘、端面密封圈、壓板、外殼、軸套、蓋板、徑向密封圈和空心芯軸；外殼為一個空心圓柱體，壓板通過螺紋連接在外殼的一端，在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，壓板中心留有圓孔，連接螺釘穿過該圓孔與空心芯軸螺紋連接，連接螺釘與壓板之間由端面密封圈實現(xiàn)密封；軸套為圓筒狀且軸套置于空心芯軸和外殼之間，軸套與空心芯軸之間以及軸套與外殼之間均留有空隙，蓋板通過螺紋連接在外殼的另一端且在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，蓋板通過徑向密封圈實現(xiàn)與軸套之間的徑向密封；壓板、外殼、軸套、蓋板和空心芯軸之間形成了密封的腔體，該密封腔體內(nèi)填充粘彈性材料且靠近壓板一端留有空隙。一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器，包括連接螺釘、端面密封圈、壓板、外殼、軸套、波紋管和空心芯軸；外殼為一個空心圓柱體，壓板通過螺紋連接在外殼的一端，在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，壓板中心留有圓孔，連接螺釘穿過該圓孔與空心芯軸螺紋連接，連接螺釘與壓板之間由端面密封圈實現(xiàn)密封；軸套為圓筒狀且軸套置于空心芯軸和外殼之間，軸套與空心芯軸之間以及軸套與外殼之間均留有空隙，波紋管的兩端分別與軸套和外殼焊接連接并實現(xiàn)S封；壓板、外殼、軸套、波紋管和空心芯軸之間形成了密封的腔體，該密封腔體內(nèi)填充粘彈性材料且靠近壓板一端留有空隙。
還包括小芯軸，小芯軸置于空心芯軸的空心中，并且通過螺紋與軸套上相應盲孔相連,壓板、連接螺釘、軸套、空心芯軸和小芯軸之間形成一個腔體,該腔體內(nèi)填充粘彈性材料且在靠近壓板的一端留有空隙。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于(I)本發(fā)明阻尼器，為密封型結(jié)構(gòu)，粘彈性材料被封閉在密封腔中，既避免了粘彈性材料因為放氣而污染有效載荷，又避免了因陽光直接輻照粘彈性材料而導致其阻尼性能快速下降，因此具有無污染，壽命長的優(yōu)點。(2)本發(fā)明阻尼器，在軸套相對外殼及芯軸運動時，軸套與外殼、芯軸分別形成相應的剪切面，產(chǎn)生相應的阻尼力，因此具有阻尼高效的特點。(3)本發(fā)明阻尼器，在阻尼特性保持不變的前提下，通過方便地改變外殼及軸套的機械接口，來適應不同的安裝接口需要。在外形尺寸、機械接口不變的前提下，通過改變軸套與外殼的重疊長度及結(jié)構(gòu)形式，可以方便地改變阻尼性能，因此，該阻尼器適用范圍更 廣，使用更方便。(4)當單個阻尼器阻尼力的大小和阻尼方向無法滿足隔振要求時，可以通過多個阻尼器組成相應的阻尼平臺，來滿足阻尼力要求。


圖I為本發(fā)明粘彈性阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明粘彈性阻尼器應用示意圖；圖3為本發(fā)明粘彈性阻尼器波紋管密封形式；圖4為本發(fā)明粘彈性阻尼器另外一種接口形式；圖5為本發(fā)明粘彈性阻尼器阻尼力增大的一種形式；圖6為本發(fā)明粘彈性阻尼器組成的阻尼平臺；
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器，如圖I所示，包括連接螺釘I、端面密封圈2、壓板3、外殼4、軸套5、蓋板6、空心芯軸7和徑向密封圈8 ；外殼4為一個空心圓柱體，壓板3通過螺紋連接在外殼4的一端，在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，壓板3中心留有圓孔，連接螺釘I穿過該圓孔與空心芯軸7螺紋連接，連接螺釘I與壓板3之間由端面密封圈2實現(xiàn)密封；軸套5為圓筒狀且軸套5置于空心芯軸7和外殼4之間，軸套5與空心芯軸7之間以及軸套5與外殼4之間均留有空隙，蓋板6通過螺紋連接在外殼4的另一端且在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，蓋板6通過徑向密封圈8實現(xiàn)與軸套5之間的徑向密封；壓板3、外殼4、軸套5、蓋板6和空心芯軸7之間形成了密封的腔體，該密封腔體內(nèi)填充粘彈性材料且靠近壓板3 —端留有空隙，這樣的設計不會向外泄漏任何物質(zhì)，陽光也不會直接照射粘彈性材料。在使用時，如圖2所示，外殼4與航天器結(jié)構(gòu)相連，軸套5與有效載荷相連。當由于航天器的振動使軸套5與外殼4、芯軸7產(chǎn)生相對運動時，對粘彈性材料產(chǎn)生剪切作用，把振動能量轉(zhuǎn)化為粘彈性材料的剪切變形能，從而降低航天器振動對有效載荷的影響。
在圖I所示的阻尼器工作過程中，徑向密封圈8始終與軸套5接觸，當振動較小，激振力小于二者之間的靜摩擦力時，軸套5與外殼4之間不產(chǎn)生相對運動，阻尼器起不到相應的阻尼作用，因此，這種形式的阻尼器適合激振力較大的情況。為了避免靜摩擦力的影響，圖I中的蓋板6和密封圈8可以采取波紋管的形式代替。如圖3所示，本發(fā)明的密封型粘彈性阻尼器還可以有另外一種實現(xiàn)形式，包括連接螺釘I、端面密封圈2、壓板3、外殼4、軸套5、波紋管10和空心芯軸7 ；外殼4為一個空心圓柱體，壓板3通過螺紋連接在外殼4的一端，在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，壓板3中心留有圓孔，連接螺釘I穿過該圓孔與空心芯軸7螺紋連接，連接螺釘I與壓板3之間由端面密封圈2實現(xiàn)密封；軸套5為圓筒狀且軸套5置于空心芯軸7和外殼4之間，軸套5與空心芯軸7之間以及軸套5與外殼4之間均留有空隙，波紋管10的兩端分別與軸套5和外殼4焊接連接并實現(xiàn)密封；壓板3、外殼4、軸套5、波紋管10和空心芯軸7之間形成了密封的腔體，該密封腔體內(nèi)填充粘彈性材料且靠近壓板3 —端留有空隙。 在阻尼器工作過程中，波紋管10產(chǎn)生相應的彈性變形。一般情況下，波紋管10的彈性變形力相對阻尼力而言可以忽略。波紋管10的波數(shù)根據(jù)阻尼器的行程確定，一般情況下，2個到4個波即可。總的原則就是阻尼器工作過程中，波紋管10不能產(chǎn)生塑性變形。為了便于阻尼器在桁架結(jié)構(gòu)中的應用，可以采用圖4所示的形式，這樣保證阻尼器左右兩端的接口一致，便于在桁架結(jié)構(gòu)中的安裝、使用。在阻尼器與航天器結(jié)構(gòu)的接口保持不變的前提下，通過改變外殼4與軸套5之間的重疊長度L，可以方便地改變阻尼力的大小，即增大L阻尼力增大,減小L阻尼力減小，以適應不同阻尼力的需要，當通過增大L無法滿足較大阻尼力要求時，可以再增加I個小芯軸11來起到增大阻尼力的作用。如圖5所示，本發(fā)明的密封型粘彈性阻尼器還可以包括小芯軸11，小芯軸11置于空心芯軸7的空心中，并且通過螺紋與軸套5上相應盲孔相連，壓板3、連接螺釘I、軸套5、空心芯軸7和小芯軸11之間形成一個腔體，該腔體內(nèi)填充粘彈性材料且在靠近壓板3的一端留有空隙。這樣通過多層同心圓結(jié)構(gòu)，形成多個剪切面，在外形及外部接口基本不變的前提下可以進一步增大阻尼力。當有效載荷的質(zhì)量較大，振動載荷較大，振動來自多個方向，致使單個阻尼器無法滿足要求時，可以采用多個阻尼器組成相應的平臺，如圖6所示，平臺的下面板與航天器結(jié)構(gòu)相連，上面板與有效載荷相連，上、下面板之間根據(jù)需要安裝多個阻尼器。本發(fā)明說明書中未作詳細描述的內(nèi)容屬本領域技術(shù)人員的公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器，其特征在于包括連接螺釘(I)、端面密封圈(2)、壓板(3)、外殼(4)、軸套(5)、蓋板(6)、空心芯軸(7)和徑向密封圈⑶； 外殼(4)為一個空心圓柱體，壓板(3)通過螺紋連接在外殼(4)的一端，在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，壓板(3)中心留有圓孔，連接螺釘(I)穿過該圓孔與空心芯軸(7)螺紋連接，連接螺釘(I)與壓板(3)之間由端面密封圈(2)實現(xiàn)密封；軸套(5)為圓筒狀且軸套(5)置于空心芯軸(7)和外殼(4)之間，軸套(5)與空心芯軸(7)之間以及軸套(5)與外殼(4)之間均留有空隙，蓋板(6)通過螺紋連接在外殼(4)的另一端且在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，蓋板(6)通過徑向密封圈(8)實現(xiàn)與軸套(5)之間的徑向密封； 壓板(3)、外殼(4)、軸套(5)、蓋板(6)和空心芯軸(7)之間形成了密封的腔體，該密封腔體內(nèi)填充粘彈性材料且靠近壓板(3) —端留有空隙。
2.一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器，其特征在于包括連接螺釘(I)、端面密封圈(2)、壓板(3)、外殼(4)、軸套(5)、波紋管(10)和空心芯軸(7)； 外殼(4)為一個空心圓柱體，壓板(3)通過螺紋連接在外殼(4)的一端，在螺紋連接處涂有密封膠以實現(xiàn)密封，壓板(3)中心留有圓孔，連接螺釘(I)穿過該圓孔與空心芯軸(7)螺紋連接，連接螺釘(I)與壓板(3)之間由端面密封圈(2)實現(xiàn)密封；軸套(5)為圓筒狀且軸套(5)置于空心芯軸(7)和外殼(4)之間，軸套(5)與空心芯軸(7)之間以及軸套(5)與外殼(4)之間均留有空隙，波紋管(10)的兩端分別與軸套(5)和外殼(4)焊接連接并實現(xiàn)密封； 壓板(3)、外殼(4)、軸套(5)、波紋管(10)和空心芯軸(7)之間形成了密封的腔體，該密封腔體內(nèi)填充粘彈性材料且靠近壓板(3) —端留有空隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器，其特征在于還包括小芯軸(11)，小芯軸(11)置于空心芯軸(7)的空心中，并且通過螺紋與軸套(5)上相應盲孔相連，壓板(3)、連接螺釘(I)、軸套(5)、空心芯軸(7)和小芯軸(11)之間形成一個腔體，該腔體內(nèi)填充粘彈性材料且在靠近壓板(3)的一端留有空隙。
全文摘要
一種適合航天器在軌應用的密封型粘彈性阻尼器，主要由連接螺釘、端面密封圈、壓板、外殼、軸套、蓋板、徑向密封圈和空心芯軸等組成。通過軸套與芯軸、軸套與外殼之間的相對運動，使粘彈性材料內(nèi)部產(chǎn)生剪切作用，從而把機械振動的能量轉(zhuǎn)化為粘彈性材料的剪切變形能。把粘彈性材料密封在封閉的腔體內(nèi)，防止粘彈性材料在真空中質(zhì)損或放氣，避免由此導致的阻尼性能的明顯下降及對其他光學設備可能產(chǎn)生的污染。本發(fā)明阻尼器具有結(jié)構(gòu)組成簡單，密封可靠，無空間污染，使用壽命長，適用范圍廣，安裝操作方便等優(yōu)點。
文檔編號F16F7/00GK102777526SQ20111043922
公開日2012年11月14日 申請日期2011年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月23日
發(fā)明者徐青華, 楊建中, 滿劍鋒, 羅敏 申請人:北京空間飛行器總體設計部