專利名稱：一種板式阻尼器及其制備方法
一種板式阻尼器及其制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于多層剪切粘彈性阻尼器技術(shù)領(lǐng)域，涉及對直升機旋翼板式阻尼器的改進。
背景技術(shù)：
直升機旋翼系統(tǒng)中均采用減振裝置，即阻尼器，是旋翼系統(tǒng)中的關(guān)鍵功能構(gòu)件，可以降低直升機槳葉的振動，提高槳葉壽命，避免地面共振和空中共振的發(fā)生，共振直接影響直升機的安全性，嚴重時可導致直升機解體。
美國專利US384^45提出兩種板式粘彈性阻尼器，其中一種是由三層剛性金屬板和兩層阻尼彈性體構(gòu)成，其成型與安裝較為復雜。另一種是由五塊剛性金屬板和四層阻尼彈性體構(gòu)成，其中間兩塊橡膠層為平行塊狀，而兩側(cè)外面的兩塊橡膠層為凹向中間的弧形輪廓，也就是說兩側(cè)外金屬板和兩塊次中間金屬板均有弧型面。其缺點是第一、加工難度大，加工成本高。第二、橫向尺寸大，五塊剛性金屬板通過兩側(cè)的連接螺栓組件相互連接，增加了橫向尺寸，使安裝空間增大。第三、沒有過載限位設(shè)計，這將會在過載情況下發(fā)生安全隱患。第四、由于橡膠層與金屬板通過硫化粘接成一體的，硫化成型模具比較復雜。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種可用于直升機旋翼系統(tǒng)的、便于加工、成本低、安裝空間小、具有過載限位能力、成型容易的板式阻尼器及其制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是板式阻尼器包括五塊剛性板和位于五塊剛性板之間的四塊夾層板，五塊剛性板從左到右分別是左外板、左次中板、正中板、右次中板、右外板，左外板、正中板和右外板三板重疊，左次中板和右次中板兩板重疊，左外板、正中板和右外板的板身與左次中板和右次中板的板身重疊，左外板、正中板和右外板的板頭位于板身的下部， 左次中板和右次中板的板頭位于板身的上部，四層夾層板分別位于左外板與左次中板的板身、左次中板與正中板的板身、正中板與右次中板的板身和右次中板與右外板的板身之間； 由左外板、正中板、右外板的板頭共同構(gòu)成阻尼器的下連接端，由左次中板和右次中板的板頭共同構(gòu)成阻尼器的上連接端；在左外板、正中板和右外板的板頭上各有3個下連接端銷孔，位置對應的下連接端銷孔同軸；在左次中板和右次中板的板頭各有3個上連接端銷孔， 位置對應的上連接端銷孔同軸；在與夾層板接觸的左外板、左次中板、正中板、右次中板和右外板的板身表面上加工有與金屬板外形尺寸相同的凹槽，每塊夾層板的金屬板分別嵌入與其接觸的剛性板的板身凹槽中；在五塊剛性板的板身中心有上下伸展的、貫通板身的長槽，在四塊夾層板上與上述長槽對應的位置也有尺寸相同的、貫通夾層板的長槽；有一個由左壓板、右壓板和兩個壓緊螺栓組件組成的壓緊限位機構(gòu)；左壓板和右壓板的結(jié)構(gòu)相同，左壓板壓在左外板的外表面，右壓板壓在右外板的外表面，在左壓板和右壓板的板面上各有兩個螺栓孔，壓緊螺栓組件中的螺栓穿過五剛性板板身的長槽和夾層板上的長槽后與壓緊螺栓組件中的螺母結(jié)合，將五塊剛性板和四塊夾層板壓緊；左壓板和左外板之間有限位機構(gòu)，右壓板和右外板之間有限位機構(gòu)。
所說的五塊剛性板是相互平行的平板，五塊剛性板板身部分的板面形狀是尺寸相同的矩形，左外板和右外板的厚度相同，左次中板、正中板和右次中板的厚度相同。
所說的四塊夾層板是橡膠板在兩塊相互平行、尺寸相同的矩形金屬板中間并與兩塊金屬板硫化粘接成一體；四塊夾層板的厚度相同。
所說的橡膠板為阻尼橡膠。
所說的金屬板的厚度為Imm 3mm，其材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、鈦合金或銅合金。
所說的五塊剛性板的材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、鈦合金、剛性復合材料或硬質(zhì)塑料。
所說的左壓板和左外板之間的限位機構(gòu)與右壓板和右外板之間的限位機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)為下述結(jié)構(gòu)之一
(1)該限位機構(gòu)為限位螺釘，該限位螺釘擰進左外板或者右外板上的螺紋孔內(nèi)，將左壓板或者右壓板固定；
(2)該限位機構(gòu)為限位擋塊，該限位擋塊固定在左外板或者右外板的外表面，該限位擋塊的限位面與左壓板或者右壓板邊緣的限位面貼合；
(3)在左外板或者右外板的外表面上有輪廓與左壓板或者右壓板的輪廓相同的限位槽，左壓板或者右壓板嵌入上述限位槽內(nèi)。
制備方法是，(一)制備板式阻尼器夾層板
(1)將兩塊金屬板作噴砂、去污除油處理，晾干后分別在金屬板與橡膠粘接的表面噴涂上與阻尼橡膠相適應的膠粘劑，經(jīng)自然通風干燥后待用；
(2)先將一塊金屬板粘接面朝上置于下模上，分別在下模上放入模芯、瓣模和套模，模芯置于下模的中間，模芯的兩側(cè)各有一個瓣模，瓣模的外側(cè)套有套模；
(3)將足夠重量的橡膠放入模具中，然后，再將另一塊金屬板粘接面朝下通過模芯置于模具中，蓋上上模板；
(4)將安裝好的成型模具放到真空硫化壓機中高溫硫化成型，得到夾層板；
(5)重復⑴ (4)步驟，一共硫化成型得到四塊夾層板；
(二)組裝板式阻尼器
將四塊夾層板分別安裝嵌入于五塊剛性板的對應凹槽中，然后采用壓緊螺栓組件將左壓板和右壓板限定在阻尼器的兩側(cè)，擰緊壓緊螺栓組件保證左外板和右外板平行，得到板式阻尼器。
本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明可調(diào)節(jié)夾層板的橡膠板的厚度或夾層板數(shù)量滿足不同直升機旋翼系統(tǒng)的剛度和阻尼要求；成型容易，便于加工，組裝容易，成本低，安裝空間小，具有過載限位能力；維修方便，可目視檢查夾層板，失效的夾層板更換方便，而剛性板可長期使用不需更換，節(jié)約維修成本；板式阻尼器散熱容易，延長使用壽命。


圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的右視圖，即從右外板的板面看的視圖。
圖3為圖2的A-A剖視圖。
圖4是夾層板的立體結(jié)構(gòu)示意圖5是夾層板的成型模具示意圖。
具體實施方式
下面對本發(fā)明做進一步詳細說明。參見圖1、圖2、圖3、圖4和圖5，一種板式阻尼器，包括五塊剛性板和位于五塊剛性板之間的四塊夾層板40，五塊剛性板從左到右分別是 左外板30a、左次中板20a、正中板10、右次中板20b、右外板30b，左外板30a、正中板10和右外板30b三板重疊，左次中板20a和右次中板20b兩板重疊，左外板30a、正中板10和右外板30b的板身與左次中板20a和右次中板20b的板身重疊，左外板30a、正中板10和右外板30b的板頭位于板身的下部，左次中板20a和右次中板20b的板頭位于板身的上部，四層夾層板40分別位于左外板30a與左次中板20a的板身、左次中板20a與正中板10的板身、 正中板10與右次中板20b的板身和右次中板20b與右外板30b的板身之間；
(1)所說的五塊剛性板是相互平行的平板，五塊剛性板板身部分的板面形狀是尺寸相同的矩形，左外板30a和右外板30b的厚度相同，左次中板20a、正中板10和右次中板 20b的厚度相同；由左外板30a、正中板10、右外板30b的板頭共同構(gòu)成阻尼器的下連接端， 由左次中板20a和右次中板20b的板頭共同構(gòu)成阻尼器的上連接端；在左外板30a、正中板 10和右外板30b的板頭上有3個下連接端銷孔31，位置對應的下連接端銷孔31同軸；在左次中板20a和右次中板20b的板頭各有3個上連接端銷孔21，位置對應的上連接端銷孔21 同軸；
( 所說的四塊夾層板40是橡膠板41在兩塊相互平行、尺寸相同的矩形金屬板中間并與兩塊金屬板42硫化粘接成一體的；四塊夾層板40的厚度相同；在與夾層板40接觸的左外板30a、左次中板20a、正中板10、右次中板20b和右外板30b的板身表面上加工有與金屬板42外形尺寸相同的凹槽，每層的金屬板42分別嵌入與其接觸的剛性板的板身凹槽中；
(3)在五塊剛性板的板身中心有上下伸展的、貫通板身的長槽70，在四塊夾層板 40上與上述長槽70對應的位置也有尺寸相同的、貫通夾層板40的長槽70 ；有一個由左壓板50a、右壓板50b和兩個壓緊螺栓組件60組成的壓緊限位機構(gòu)；左壓板50a和右壓板50b 的結(jié)構(gòu)相同，左壓板50a壓在左外板30a的外表面，右壓板50b壓在右外板30b的外表面， 在左壓板50a和右壓板50b的板面上各有兩個螺栓孔，壓緊螺栓組件60中的螺栓穿過五塊剛性板板身的長槽70和四塊夾層板40上的長槽70后與壓緊螺栓組件60中的螺母結(jié)合， 將五塊剛性板和四塊夾層板40壓緊；左壓板50a和左外板30a之間有限位機構(gòu)，右壓板50b 和右外板30b之間有限位機構(gòu)。
所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的橡膠板41為阻尼橡膠。
所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的金屬板42的厚度為1 3mm，金屬板中間加工有上下伸展的、貫通板身的長槽70，其材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、鈦合金或銅合金。
所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的五塊剛性板的材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、鈦合金、剛性復合材料或硬質(zhì)塑料。
所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的左壓板50a和左外板30a之間的限位機構(gòu)與右壓板50b和右外板30b之間的限位機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)為下述結(jié)構(gòu)之一
(1)該限位機構(gòu)為限位螺釘，該限位螺釘擰進左外板30a或者右外板30b上的螺紋孔內(nèi)，將左壓板50a或者右壓板50b固定；
( 該限位機構(gòu)為限位擋塊，該限位擋塊固定在左外板30a或者右外板30b的外表面，該限位擋塊的限位面與左壓板50a或者右壓板50b邊緣的限位面貼合；
(3)在左外板30a或者右外板30b的外表面上有輪廓與左壓板50a或者右壓板50b 的輪廓相同的限位槽，左壓板50a或者右壓板50b嵌入上述限位槽內(nèi)。
制備方法是，
(1)將兩塊金屬板42作噴砂、去污除油處理，晾干后分別在金屬板42與橡膠粘接的表面噴涂上與阻尼橡膠相適應的膠粘劑，經(jīng)自然通風干燥后待用；
(2)先將一塊金屬板42粘接面朝上置于下模81上，分別在下模81上放入模芯82、 瓣模83和套模84 ；
(3)將足夠重量的橡膠放入模具中，然后，再將另一塊金屬板42粘接面朝下通過模芯82置于模具中，蓋上上模板85 ；
(4)將安裝好的成型模具80放到真空硫化壓機中高溫硫化成型，得到夾層板40 ；
(5)重復(1) (4)步驟，一共硫化成型得到四塊夾層板40 ；
(6)將四塊夾層板40，分別安裝嵌入于五塊剛性板的對應凹槽中，然后采用壓緊螺栓組件60將左壓板50a和右壓板50b限定在阻尼器的兩側(cè)，擰緊壓緊螺栓組件60保證左外板30a和右外板30b平行，這樣可以得到板式阻尼器。
本發(fā)明的工作原理是板式阻尼器的上連接端和下連接端分別與直升機的槳葉和槳轂連接。槳葉與槳轂之間的振動引起阻尼器的兩端上下相對運動，從而帶動阻尼器中四塊夾層板中的橡膠塊產(chǎn)生上下剪切變形。由于橡膠塊具有粘彈性，其剪切變形使橡膠內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)摩擦引起內(nèi)耗，所以阻尼器可將槳葉與槳轂之間的機械振動能轉(zhuǎn)化為橡膠的耗散熱能。
實施例一
左外板30a、左次中板20a、正中板10、右次中板20b和右外板30b為鈦合金材質(zhì)平板，在左外板30a的對應于左壓板50a四個角的外表面上加工有四個螺紋孔，在右外板30b 的對應于右壓板50b四個角的外表面上加工有四個螺紋孔。
夾層板40中橡膠板41材料采用高阻尼硅橡膠，金屬板42厚度為1. 5mm，材質(zhì)為不銹鋼。
左外板30a板身的內(nèi)表面、左次中板20a板身的兩側(cè)、正中板10板身的兩側(cè)、右次中板20b板身的兩側(cè)和右外板30b板身的內(nèi)表面分別對應加工有與金屬板42外形尺寸相同的凹槽。
左壓板50a和右壓板50b的材料可以采用與剛性板相同的材料，在左壓板50a四個角對應于左外板30a外表面的四個螺紋孔有四個通孔，在右壓板50b四個角對應于右外板30b外表面的四個螺紋孔有四個通孔。
采用模壓硫化方法通過模具將高阻尼硅橡膠與兩塊金屬板42粘接硫化成型夾層板40。在硫化成型過程中，通過模芯可在夾層板40中形成通孔70。
成型四塊夾層板40后，分別安裝嵌入于五塊剛性板的對應凹槽中，用螺釘將左壓板50a和右壓板50b固定在左外板30a和右外板30b外表面，采用壓緊螺栓組件60通過限位孔70，擰緊壓緊螺栓組件50保證左外板30a和右外板30b平行。這樣可以實現(xiàn)過載限位作用。
在鈦合金板的端側(cè)的安裝孔21和31，通過連接裝置可分別與槳葉和槳轂中央件連接。當直升機在地面起飛或在空中飛行時，槳葉與槳轂之間會發(fā)生振動，這時阻尼器可以起到減振的作用，避免直升機發(fā)生地面共振或空中共振。
實施例二
左外板30a、左次中板20a、正中板10、右次中板20b和右外板30b為不銹鋼材質(zhì)平板，在左外板30a和右外板30b的外表面中間分別加工有限位槽。
夾層板40中橡膠板41材料采用阻尼發(fā)泡材料，金屬板42厚度為3mm，材質(zhì)為鋁合^^ ο
左外板30a板身的內(nèi)表面、左次中板20a板身的兩側(cè)、正中板10板身的兩側(cè)、右次中板20b板身的兩側(cè)和右外板30b板身的內(nèi)表面分別對應加工有與金屬板42外形尺寸相同的凹槽。
左壓板50a和右壓板50b的材料可以采用與剛性板相同的材料，在左壓板50a與左外板30a的貼合面上和右壓板50b與右外板30b的貼合面上均相應加工有與限位槽貼合的凸臺。
采用模壓硫化方法通過模具將阻尼發(fā)泡材料與兩塊金屬板42粘接硫化成型夾層板40。在硫化成型過程中，通過模芯可在夾層板40中形成通孔70。
成型四塊夾層板40后，分別安裝嵌入于五塊剛性板的對應凹槽中，然后采用壓緊螺栓組件60將左壓板50a和右壓板50b限定在阻尼器的兩側(cè)，擰緊壓緊螺栓組件60保證左外板30a和右外板30b平行。這樣可以實現(xiàn)過載限位作用。
在不銹鋼平板的端側(cè)的安裝孔21和31，通過連接裝置可分別與槳葉和槳轂中央件連接。當直升機在地面起飛或在空中飛行時，槳葉與槳轂之間會發(fā)生振動，這時阻尼器可以起到減振的作用，避免直升機發(fā)生地面共振或空中共振。
權(quán)利要求
1.一種板式阻尼器，其特征在于板式阻尼器包括五塊剛性板和位于五塊剛性板之間的四塊夾層板[40]，五塊剛性板從左到右分別是左外板[30a]、左次中板[20a]、正中板 [10]、右次中板[20b]、右外板[30b]，左外板[30a]、正中板[10]和右外板[30b]三板重疊， 左次中板[20a]和右次中板[20b]兩板重疊，左外板[30a]、正中板[10]和右外板[30b]的板身與左次中板[20a]和右次中板[20b]的板身重疊，左外板[30a]、正中板[10]和右外板 [30b]的板頭位于板身的下部，左次中板[20a]和右次中板[20b]的板頭位于板身的上部， 四層夾層板W0]分別位于左外板[30a]與左次中板[20a]的板身、左次中板[20a]與正中板[10]的板身、正中板[10]與右次中板[20b]的板身和右次中板[20b]與右外板[30b]的板身之間；由左外板[30a]、正中板[10]、右外板[30b]的板頭共同構(gòu)成阻尼器的下連接端， 由左次中板[20a]和右次中板[20b]的板頭共同構(gòu)成阻尼器的上連接端；在左外板[30a]、 正中板[10]和右外板[30b]的板頭上各有3個下連接端銷孔[31]，位置對應的下連接端銷孔[31]同軸；在左次中板[20a]和右次中板[20b]的板頭各有3個上連接端銷孔[21]，位置對應的上連接端銷孔[21]同軸；在與夾層板W0]接觸的左外板[30a]、左次中板[20a]、 正中板[10]、右次中板[20b]和右外板[30b]的板身表面上加工有與金屬板W2]外形尺寸相同的凹槽，每塊夾層板W0]的金屬板W2]分別嵌入與其接觸的剛性板的板身凹槽中； 在五塊剛性板的板身中心有上下伸展的、貫通板身的長槽[70]，在四塊夾層板W0]上與上述長槽[70]對應的位置也有尺寸相同的、貫通夾層板W0]的長槽[70]；有一個由左壓板 [50a]、右壓板[50b]和兩個壓緊螺栓組件W0]組成的壓緊限位機構(gòu)；左壓板[50a]和右壓板[50b]的結(jié)構(gòu)相同，左壓板[50a]壓在左外板[30a]的外表面，右壓板[50b]壓在右外板 [30b]的外表面，在左壓板[50a]和右壓板[50b]的板面上各有兩個螺栓孔，壓緊螺栓組件 [60]中的螺栓穿過五剛性板板身的長槽[70]和夾層板W0]上的長槽[70]后與壓緊螺栓組件W0]中的螺母結(jié)合，將五塊剛性板和四塊夾層板W0]壓緊；左壓板[50a]和左外板 [30a]之間有限位機構(gòu)，右壓板[50b]和右外板[30b]之間有限位機構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的五塊剛性板是相互平行的平板，五塊剛性板板身部分的板面形狀是尺寸相同的矩形，左外板[30a]和右外板[30b]的厚度相同，左次中板[20a]、正中板[10]和右次中板[20b]的厚度相同。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的四塊夾層板W0]是橡膠板 [41]在兩塊相互平行、尺寸相同的矩形金屬板中間并與兩塊金屬板W2]硫化粘接成一體； 四塊夾層板W0]的厚度相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的橡膠板Wl]為阻尼橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的金屬板W2]的厚度為 Imm 3mm，其材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、鈦合金或銅合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的五塊剛性板的材質(zhì)為不銹鋼、鋁合金、鈦合金、剛性復合材料或硬質(zhì)塑料。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的板式阻尼器，其特征在于，所說的左壓板[50a]和左外板[30a]之間的限位機構(gòu)與右壓板[50b]和右外板[30b]之間的限位機構(gòu)結(jié)構(gòu)相同，其結(jié)構(gòu)為下述結(jié)構(gòu)之一(1)該限位機構(gòu)為限位螺釘，該限位螺釘擰進左外板[30a]或者右外板[30b]上的螺紋孔內(nèi)，將左壓板[50a]或者右壓板[50b]固定；(2)該限位機構(gòu)為限位擋塊，該限位擋塊固定在左外板[30a]或者右外板[30b]的外表面，該限位擋塊的限位面與左壓板[50a]或者右壓板[50b]邊緣的限位面貼合；(3)在左外板[30a]或者右外板[30b]的外表面上有輪廓與左壓板[50a]或者右壓板 [50b]的輪廓相同的限位槽，左壓板[50a]或者右壓板[50b]嵌入上述限位槽內(nèi)。
8. —種權(quán)利要求1所述的板式阻尼器的制備方法，其特征在于制備方法是，(一)制備板式阻尼器夾層板W0](1)將兩塊金屬板W2]作噴砂、去污除油處理，晾干后分別在金屬板W2]與橡膠粘接的表面噴涂上與阻尼橡膠相適應的膠粘劑，經(jīng)自然通風干燥后待用；(2)先將一塊金屬板W2]粘接面朝上置于下模[81]上，分別在下模[81]上放入模芯 [82]、瓣模[83]和套模[84]，模芯[82]置于下模[81]的中間，模芯[82]的兩側(cè)各有一個瓣模[83]，瓣模[83]的外側(cè)套有套模[84]；(3)將足夠重量的橡膠放入模具中，然后，再將另一塊金屬板W2]粘接面朝下通過模芯[82]置于模具中，蓋上上模板[85]；(4)將安裝好的成型模具[80]放到真空硫化壓機中高溫硫化成型，得到夾層板W0]；(5)重復⑴ ⑷步驟，一共硫化成型得到四塊夾層板W0]；(二)組裝板式阻尼器將四塊夾層板W0]分別安裝嵌入于五塊剛性板的對應凹槽中，然后采用壓緊螺栓組件W0]將左壓板[50a]和右壓板[50b]限定在阻尼器的兩側(cè)，擰緊壓緊螺栓組件W0]保證左外板[30a]和右外板[30b]平行，得到板式阻尼器。
全文摘要
本發(fā)明屬于多層剪切粘彈性阻尼器技術(shù)領(lǐng)域，涉及對直升機旋翼板式阻尼器的改進。板式阻尼器包括五塊剛性板和位于五塊剛性板之間的四塊夾層板，制備方法是，先制備板式阻尼器夾層板，然后再將五塊剛性板和四塊夾層板組裝成為板式阻尼器。本發(fā)明可調(diào)節(jié)夾層板的橡膠板的厚度或夾層板數(shù)量滿足不同直升機旋翼系統(tǒng)的剛度和阻尼要求；成型容易，便于加工，組裝容易，成本低，安裝空間小，具有過載限位能力；維修方便，可目視檢查夾層板，失效的夾層板更換方便，而剛性板可長期使用不需更換，節(jié)約維修成本；板式阻尼器散熱容易，延長使用壽命。
文檔編號B64C27/51GK102501970SQ20111036216
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者王景鶴, 蘇正濤, 賴亮慶 申請人:中國航空工業(yè)集團公司北京航空材料研究院