阅读说明：本技术 一种抗冲击橡胶减振器 (Shock-resistant rubber shock absorber ) 是由 米洪亮 米志安 王艳娜 窦壮 石扬 于 2020-05-18 设计创作，主要内容包括：一种抗冲击橡胶减振器属于减振领域。本发明包括组件一：安装芯子与内层减振橡胶体的粘接一体成型；组件二：安装基座与外层抗冲击橡胶粘接一体成型；两组件过盈装配的形式；内层减振橡胶体下口型的圆台空腔形式；外层抗冲击橡胶体上口型内径与安装芯子外径之间预留冲击位移行程的设计形式；安装芯子底片直径大于抗冲击橡胶体上口型内径的防失效结构形式。本发明组合多种不同模量橡胶,多种不同硬度橡胶串联组合为单个减振系统,集减振与抗冲击于一体,同时降低减振系统占用的空间。本发明可将高量级冲击载荷缓冲至60％左右,同时高低两种弹性模量的橡胶材料串联结合,限制了冲击变形过大的问题,极大的保护了被减振设备的安全性。(An impact-resistant rubber shock absorber belongs to the field of shock absorption. The invention comprises a component I: the mounting core and the inner layer vibration damping rubber body are integrally bonded; and a second component: the mounting base and the outer layer impact-resistant rubber are bonded and integrally formed; the two components are in interference fit; the lower opening of the inner layer vibration damping rubber body is in a round table cavity form; a design form of an impact displacement stroke is reserved between the inner diameter of the upper opening of the outer-layer impact-resistant rubber body and the outer diameter of the mounting core; the diameter of the bottom plate of the installation core is larger than the inner diameter of the upper mouth of the anti-impact rubber body. The invention combines a plurality of rubbers with different moduli, and a plurality of rubbers with different hardness are combined in series into a single vibration damping system, thereby integrating vibration damping and impact resistance and simultaneously reducing the space occupied by the vibration damping system. The invention can buffer high-level impact load to about 60 percent, and simultaneously, the rubber materials with high and low elastic moduli are combined in series, thereby limiting the problem of overlarge impact deformation and greatly protecting the safety of the damped equipment.)

一种抗冲击橡胶减振器

技术领域

本发明属于减振领域。

背景技术

惯性导航系统(以下简称惯导)：是以陀螺和加速度计为敏感器件的导航 参数解算系统；

激光陀螺仪：是一种能够精确地确定运动物体的方位的仪器，是现代航 空、航海、航天和国防工业中广泛使用的一种惯性导航仪器，它的精度受到 很多方面的制约；

共振放大倍数：当结构的固有频率与外界激励频率一致时，整个系统会 处于共振状态；结构响应的振动量级与激励量级的比值即为共振放大倍数；

缓冲效率：冲击的总动能通过缓冲装置后，衰减的能量占冲击总动能的 比例；反应缓冲装置抗冲击的能力；

惯导是非常重要的精密仪器，装载惯导的装备如：导弹、火炮，具有环 境恶劣、宽带随机和多方向性振动的特点；例如导弹发射伴随发动机脉动推 力、喷气噪声等复杂随机振动激励的动力学环境；火炮发射瞬间产生的瞬间 高量级冲击干扰等；这都会造成陀螺仪光路中空气的波动，同时造成反射镜 和分束镜位置的错动，导致测量的不稳定；高量级的冲击甚至直接造成惯导 的整体失效。

高量级振动的干扰，尤其是冲击的影响，单纯依靠加固陀螺仪的方案不 能弥补系统的潜在风险，所以需要辅助减振系统，将潜在的风险隔绝到系统 之外，保护惯导的安全性和瞄准的精确性。橡胶减振器作为一种可稳定承载、 同时具有优异的阻尼功能的弹性元件，正是惯导减振系统的最优选择。

现有抗冲击橡胶减振器多采用单层橡胶减振，在振动控制和抗冲击两者 之间只能兼顾一者，当工作在同时出现振动和冲击作用的环境中，振动控制 效果不佳，缓冲效率多低于30％，且不能承受高量级的冲击，常出现冲击导致 橡胶撕裂或脱粘破坏；或者同时采用振动控制和抗冲击控制两套装置，安装 繁琐、占用空间较大，且两套装置之间多会出现耦合作用，影响动态控制功 效。

发明内容

本专利提及的一种抗冲击橡胶减振器集振动控制和冲击控制于一体；在 振动水平下，可以将振动量级的80％隔绝在被减振系统之外，共振放大在3左 右；高量级冲击时(如：500g/5ms)，缓冲效率达到60％以上；实现对惯导等 核心精密设备的一种保护，且集振动和缓冲两种功能于一体的设计也极大程 度节约了减振系统的安装空间。

本专利提及的一种抗冲击橡胶减振器，主要分为两大部分：

1)抗冲击组件由抗冲击橡胶体(1)和安装基座(3)组合而成的；

2)安装基座包括一个圆柱状薄壁和两个安装孔(8)；

安装基座高度为h₁,h₁≥6mm；圆柱薄壁的厚度为d₁，d₁≥2mm；两个安装 孔之间的距离和孔深依据实际安装需求而定；

3)安装基座的圆柱内壁与抗冲击橡胶通过粘接一体成型(7)；

4)抗冲击橡胶整体呈薄壁圆柱状，薄壁厚度≥2mm；

抗冲击橡胶的薄壁高度为h₄，内径为Ф₁，上口型内径为Ф₂，其中Ф₁-Ф₂≥4mm；

抗冲击橡胶体圆柱外壁含一个圆环状凸台(9)，凸台高度为h₃，凸台距 抗冲击橡胶体下表面高度为h₁，凸台的下表面贴合安装基座薄壁的上表面； 凸台高度h₃≥2mm，宽度d₁≥2mm；

5)抗冲击橡胶内壁与减振橡胶(2)外表面通过摩擦接触(10)；

6)减振橡胶体外形呈圆柱状，外径等于1.05×Ф₁，和抗冲击橡胶的内壁 设计5％的过盈量；减振橡胶体高度为h₄，h₂-h₄≥2mm；

减振橡胶体的下口型设计为圆台状空腔，其中圆台上表面直径为Ф₅，下 表面直径为Ф₆，Ф₆≥1/4×Ф₅；圆台高度为h₅,h₅＝1/2×h₄；

7)减振橡胶体与安装芯子(4)通过粘接一体成型(6)；

8)减振组件由安装芯子和减振橡胶体组成；

9)安装芯子包含底片(5)和安装孔(12)两个部分；

底片直径为Ф₄，其中Ф₄＞Ф₂；底片厚度为d₂，其中d₂≥1.5mm；

安装孔内径和孔的深度依据实际安装需要设计；外径为Ф₃，其中Ф₂-Ф₃≥6mm；

安装芯子底面距离减振橡胶上表面距离大于1/2×(h₄-h₅)；安装芯子高 出抗冲击橡胶上表面的距离为h₆，h₆≥3mm；

10)本专利提及的一种抗冲击橡胶减振器涉及两种不同硬度的橡胶体，抗 冲击橡胶体的邵氏硬度HA₁，和减振橡胶体的邵氏硬度HA₂的关系为HA₁≥3.2 HA₂；

11)抗冲击橡胶圆周增加圆环状凸台是为了增加抗冲击橡胶与安装基座的 粘接面积，提高两者间粘接面的可靠性；

12)安装芯子底片的直径Ф₄大于抗冲击橡胶体上口型的内径Ф₂，赋予了结 构防失效的能力；

13)安装芯子安装孔的外径Ф₃小于抗冲击橡胶体上口型的内径Ф₂，是为冲 击过程预留足够的位移空间；

14)安装芯子高出抗冲击橡胶上表面的距离为h₆，是为了避免在振动过程 中对橡胶的外表面产生磨损破坏；

减振器通过安装芯子和安装基座分别与被减振设备和舱体结合，在低量 级激励作用时，减振器的动位移很小，只通过内层胶体振动即可实现减振功 能。当外界激励量级增大，减振器的行程也随之增大，此时，模量更高的抗 冲击橡胶开始发挥作用；承接内层减振橡胶的部分缓冲作用，外层抗冲击橡 胶依靠自身的缓冲能力降低冲击量级，依靠较高的弹性模量抑制冲击形变， 节约了减振器的工作空间。

通过内外层橡胶材料的共同作用，可将高量级冲击载荷缓冲至60％左右， 同时高低两种弹性模量的橡胶材料串联结合，限制了冲击变形过大的问题， 极大的保护了被减振设备的安全性。

本发明的优点如下：

(1)组合两种及以上不同硬度橡胶材料的抗冲击减振器的结构形式；

(2)减振器的结构形式：通过两种及以上组件串联组合的结构形式。包括 组件一：安装芯子与内层减振橡胶体的粘接一体成型；组件二：安装基座与 外层抗冲击橡胶粘接一体成型；两组件过盈装配的形式；

(3)内层减振橡胶体下口型的圆台空腔形式；

(4)外层抗冲击橡胶体上口型内径与安装芯子外径之间预留冲击位移行程 的设计形式；

(5)安装芯子底片直径大于抗冲击橡胶体上口型内径的防失效结构形式。

附图说明

图1.抗冲击减振器结构图示

抗冲击橡胶体；2-减振橡胶体；3-安装基座；4-安装芯子；5-安装芯子 底片；6-减振橡胶与安装芯子的胶结；7-抗冲击橡胶与安装基座的胶结；8- 基座安装孔；9-抗冲击橡胶体凸台；10-减振橡胶体与抗冲击橡胶体的摩擦接 触；11-安装芯子与抗冲击橡胶***移空隙；12-安装芯子安装孔

图2.抗冲击减振器工程图示

图3.抗冲击橡胶减振器工程应用实例-工程图

13-橡胶减振器；14-被减振设备(惯导系统)；15-舱体；16-安装螺钉

具体实施方式

(1)实施例1的流程图或系统图

(2)结合上述附图，描述实施例1技术方案详细的实现过程

本专利提出了一种三向等刚度的抗冲击橡胶减振器，包括橡胶减振器 (13)，被减振组件惯导系统(14)，搭载某型舱体(15)，安装螺钉(16)；

第一：减振器作为惯导系统与舱体连接的弹性支撑，其中安装芯子通过1 个安装孔与被减振惯导系统连接；安装基座通过2个安装孔与舱体连接；

第二：减振系统三向等刚度；

第三：减振器8点安装，减振系统重心与惯导系统的几何中心和重心位 置重合；

第四：减振器的冲击变形需小于舱体与惯导系统之间的设计空间：减振 器侧向形变小于d₃，垂向变形小于d₄；

第五：整个系统，多处于低量级的振动阶段，振动振幅小于0.5mm，此时 基本不涉及外层抗冲击橡胶体；系统偶尔出现高量级冲击作用，量级可达到 500g/5ms，减振系统沿冲击方向的行程增大，依靠高硬度的抗冲击橡胶体可 抑制内层橡胶过度变形导致的破坏，实际作用到惯导系统的冲击量级峰值为 187g；冲击响应脉宽为12ms。实现60％以上缓冲效率。

本专利所提出的一种抗冲击橡胶减振器，凭借结构的优势和材料的高阻 尼特性，解决惯导系统面临的几点问题：(1)火炮等发射时产生的高量级冲 击，通过减振器60％左右的缓冲效率，避免了冲击损伤的风险，显著提高了惯 导系统的服役寿命；(2)发动机、喷气噪声等产生的振动对惯导稳瞄功能的 影响非常显著，减振器可将这些干扰的80％以上隔绝在系统之外，确保瞄准功 能的精确性；(3)组合多种不同模量橡胶，多种不同硬度橡胶串联组合为单 个减振系统，集减振与抗冲击于一体，同时降低减振系统占用的空间。