[发明专利]一种高侧向刚度粘弹性减摆器

说明书

本发明涉及一种高侧向刚度粘弹性减摆器。一种高侧向刚度粘弹性减摆器，其包括壳体以及位于所述壳体内部的粘弹性减摆器硫化件；其中，所述粘弹性减摆器硫化件包括嵌套的外筒和内筒，所述内筒的外壁和外筒的内壁之间通过阻尼橡胶层粘接；所述的阻尼橡胶层为高阻尼硅橡胶层；并且所述内筒的外壁以及所述外筒的内壁都设有凸台，使得所述高阻尼硅橡胶层沿内筒的轴向呈中间薄两端厚的形状，且两端具备一定的长度。本发明解决了现有技术中在大径向载荷下内外筒偏心，使用寿命短的问题。

技术领域

本申请涉及航空领域，具体涉及一种高侧向刚度粘弹性减摆器。

背景技术

直升机是国民经济建设的重要力量，尤其在抗震救灾、应急救援中发挥着不可替代的作用。旋翼是直升机的关键动部件，提供直升机飞行所需的升力和操纵力。摆振阻尼器是旋翼系统的关键功能构件，粘弹性减摆器既能为桨叶摆阵运动提供阻尼，又能为桨叶摆阵运动附加摆阵刚度，对桨叶的一阶摆阵固有频率进行合理的匹配，避免发生共振。旋翼系统高速旋转产生的交变载荷，是直升机重要的振动载荷源，随着直升机吨位增大，旋翼摆阵载荷会增大，粘弹性减摆器受到的径向载荷和轴向载荷也均会增大。目前7吨级及以上的中型直升机旋翼用粘弹性减摆器均依赖进口，国内尚属空白。使用低吨位直升机用的国产粘弹性减摆器在大载荷下会出现偏心失稳，致使橡胶层性能迅速下降而提前疲劳失效。

为此，提出本发明。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高侧向刚度粘弹性减摆器，解决了现有技术中在大径向载荷下内外筒偏心，使用寿命短的问题。

为了实现以上目的，本发明提供了以下技术方案。

一种高侧向刚度粘弹性减摆器，其包括壳体以及位于所述壳体内部的粘弹性减摆器硫化件；

其中，所述粘弹性减摆器硫化件包括嵌套的外筒和内筒，所述内筒的外壁和外筒的内壁之间通过阻尼橡胶层粘接；并且所述内筒的外壁以及所述外筒的内壁都设有凸台，使得所述阻尼硅橡胶层沿内筒的轴向呈中间薄两端厚的形状。

本发明的工作原理是：高侧向刚度粘弹性减摆器两端装有带柄轴承，安装于直升机旋翼的两个桨叶支臂之间。旋翼工作运动时，高侧向刚度粘弹性减摆器承受旋翼高速旋转产生的离心力，即径向力；同时主要还承受着桨叶摆振运动产生的轴向剪切力。高侧向刚度粘弹性减摆器刚度可调整桨叶一阶摆振频率，使其避开发生地面共振的区域；其阻尼可确保在地面及飞行中桨叶摆振运动的稳定性；停机状态约束桨叶摆振方向的运动。当圆筒式粘弹性减摆器采用同样的阻尼橡胶时，减小粘弹性减摆器阻尼橡胶层的胶层厚度，粘弹性减摆器的径向刚度和轴向刚度均将增大。粘弹性减摆器在相同位移承载条件下，随着橡胶层厚度增加，胶层的应变能密度将下降。采用两端胶层厚中间胶层薄的橡胶层结构形状设计，一方面提高了圆筒式粘弹性减摆器的径向刚度和轴向刚度，即提高了抗径向载荷和轴向载荷的能力；另一方面降低了橡胶层两端的应变能密度；同时阻尼橡胶为大载荷下的桨叶摆阵运动提供阻尼。对于同样的阻尼橡胶材料来说，其受到的应变能密度越小则疲劳性能越好，即到达疲劳失效的时间越长，对于粘弹性减摆器则是疲劳寿命越长。

以上粘弹性减摆器凸台的形状及阻尼橡胶层结构的形状尺寸对减摆器在不同受力状态下的应变分布曲线不同，因此可以通过优化阻尼橡胶层及凸台的基本结构参数来进一步提高轴向静刚度、径向刚度、动态弹性刚度、动态阻尼刚度和延长疲劳寿命，具体如下优选的方案。

进一步地，所述阻尼橡胶层两端的厚度Do是中间厚度Di的1.05～2倍，所述中间厚度Di为所述阻尼橡胶层中心的厚度。

进一步地，以平行于所述内筒的径向的线为对称轴，所述阻尼橡胶层呈轴对称形状。

进一步地，所述凸台包括：位于中间的等腰梯形凸段，以及所述凸段两侧分别延伸出的平坦段；所述平坦段延伸至所述内筒和所述外筒的嵌套边沿。

进一步地，所述凸台的每端平坦段Lo占所述凸台的总长度L的5％～25％。