艦船顯控臺用抗強(qiáng)沖擊、抗傾斜隔振器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子設(shè)備振動(dòng)、沖擊噪聲控制領(lǐng)域，具體是一種艦船顯控臺用抗強(qiáng)沖 擊、抗傾斜隔振器。
【背景技術(shù)】
[0002] 艦船顯控臺是電子設(shè)備系統(tǒng)的終端顯示設(shè)備，是操作人員與設(shè)備（人-機(jī)）交流 界面的關(guān)鍵設(shè)備，其隔振系統(tǒng)用隔振器應(yīng)滿足如下要求：
[0003] 1、在艦船搖擺時(shí)，顯示設(shè)備隔振系統(tǒng)應(yīng)具有抗傾斜能力，要求人機(jī)相對位移很小， W保證操作人員仍能看清楚顯示器上的圖形和符號。
[0004] 目前，HJB204-1999《艦船電子裝備抗惡劣環(huán)境設(shè)計(jì)要求》中規(guī)定采用背架隔振系 統(tǒng)，即在機(jī)柜背部安裝2個(gè)背架隔振器提高其穩(wěn)定性，如圖2 (a)。當(dāng)顯控臺無法或不允許安 裝背架隔振器時(shí)，則變?yōu)闊o背架隔振系統(tǒng)，如圖2化），因此要求底部隔振器在保留原功能的 同時(shí)，還應(yīng)增加背架隔振器的功能，即具有抗傾斜和較好的自復(fù)位能力。
[0005] 2、由于艦船自身產(chǎn)生的干擾頻率范圍很小，根據(jù)GJB150. 16A中表C9的振動(dòng)試驗(yàn) 量值要求，一般水面艦船和潛艇正弦振動(dòng)頻率為1-60化（1-16化振幅1mm;16-60化Ig)，為 了得到較好的隔振效果，其隔振器固有頻率化必須低，一般化《細(xì)Z，在細(xì)Z左右開始隔 振。試驗(yàn)表明，鋼絲繩隔振器府> 15Hz，到21化開始隔振），橡膠隔振器府> 20化， 28. 3化開始隔振），在人眼可分辨的圖形變更頻率化《24化（即每砂更換24次）時(shí)，均處 于放大或減振效果很差的頻率范圍內(nèi)，造成操作人員無法分辨圖形及文字符號。
[0006] 3、由于GJB150. 30A-2009艦船沖擊試驗(yàn)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)至今尚未頒布實(shí)行，其強(qiáng)沖 擊試驗(yàn)仍按GJB150. 18-86中試驗(yàn)十《艦船設(shè)備的沖擊試驗(yàn)》進(jìn)行。顯控設(shè)備是A級設(shè)備， 即該類設(shè)備是對艦船連續(xù)作戰(zhàn)和安全必不可少的設(shè)備，其性能在沖擊時(shí)和沖擊后應(yīng)無明顯 變化。因此，要求該類設(shè)備的隔振系統(tǒng)具有較好緩沖特性，在沖擊時(shí)和沖擊后，隔振器的彈 性元件和結(jié)構(gòu)件的應(yīng)力均在安全應(yīng)力（即彈性限）范圍內(nèi)，其彈性特性和阻尼特性均應(yīng)無 明顯變化。
[0007] 申請?zhí)枮?3131862. 2的中國專利公開了一種模塊化抗沖擊型無峰隔振器，該隔 振器如圖3所示，雖然也具有一定的抗沖擊性能，但是其具有W下缺點(diǎn)：
[000引1、采用線性螺旋黃作為主承載黃，隔振器剛度較小，復(fù)位困難。
[0009]2、隔振器要求的無諧振峰傳遞特性所需的金屬干摩擦阻尼由直黃片與帽蓋之間 的干摩擦力產(chǎn)生，垂向強(qiáng)沖擊時(shí)，帽蓋位移增大后，彎黃片和直黃片同時(shí)工作，造成直黃片 應(yīng)力過大而發(fā)生永久性變形，使振動(dòng)阻尼喪失，無法保持無諧振峰特性。并且帽蓋外凸緣與 該黃片組合的直黃片接觸時(shí)，彎黃片與帽蓋外凸緣之間間隙現(xiàn)為1. 5mm，由于間隙過大，水 平?jīng)_擊易造成直、彎黃片永久變形。帽蓋與直黃片間的接觸點(diǎn)之間表面擠壓應(yīng)力易沖擊成 凹痕。
[0010]3、僅具有設(shè)備垂向向下沖擊時(shí)的緩沖限位墊結(jié)構(gòu)，缺少應(yīng)對設(shè)備垂向向上沖擊的 緩沖限位結(jié)構(gòu)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供了一種無背架隔振系統(tǒng)的艦船顯控臺用抗 強(qiáng)沖擊、抗傾斜隔振器，具有彈性自復(fù)位抗傾斜功能，在經(jīng)受強(qiáng)沖擊后仍能保持原有隔振性 會長。
[0012] 本發(fā)明包括底座，底座內(nèi)圓底部固定有底板，底座的頂部固定有上蓋，底座、底板 和上蓋共同組成該隔振器的外殼；上蓋中也孔內(nèi)插有一個(gè)調(diào)節(jié)螺栓，調(diào)節(jié)螺栓上部固定有 帽蓋，帽蓋下部沿調(diào)節(jié)螺栓軸向方向伸入底座內(nèi)部，其特征在于：帽蓋下端為外凸緣結(jié)構(gòu)， 外凸緣與底板之間連接有圓錐黃；調(diào)節(jié)螺栓下部套有調(diào)節(jié)螺母，調(diào)節(jié)螺母與底板之間連接 有螺旋黃，螺旋黃與圓錐黃形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；底座的內(nèi)圓中設(shè)有將帽蓋的外凸緣包圍的阻尼 緩沖黃片。
[0013] 采用非線性錐彈黃和線性螺旋黃并聯(lián)，由圖10可見，在Wo載荷作用下，并聯(lián)彈黃 工作點(diǎn)為0處，當(dāng)5 2mm時(shí)，近似線性特性，0點(diǎn)的并聯(lián)剛度Ko由隔振器所要求的化 確定，町為在0點(diǎn)的斜率K1。、馬。由設(shè)備重也偏也情況合理分配，偏也大，K1。>K2。，偏也小， Ki尸K2。。當(dāng)傾斜時(shí)，圖8左右兩邊彈黃支承點(diǎn)分別在I6"|的A點(diǎn)和B點(diǎn)位置，其斜率即 剛度K>dF/d5則相差很大，而>>Ka。因此，在圖8(c)中，顯控臺向右傾斜，右側(cè)并聯(lián)彈 黃的剛度為Kb,反力為Fb，而左側(cè)并聯(lián)彈黃的剛度為Ka，反力為Fa,由此可見，F(xiàn)b>>Fa。
[0014]若采用一根剛度為Ko的線性主螺旋黃時(shí)，則在的B'點(diǎn)處的反力為Fe'，顯然Fb>Fb'，則恢復(fù)力矩可增加AM=化-FB'）atg0。當(dāng)隔振器受到較大的水平?jīng)_擊時(shí)，由于 大大增加了恢復(fù)力矩，達(dá)到了彈性自復(fù)位和抗傾斜的效果。
[0015] 進(jìn)一步改進(jìn)，阻尼緩沖黃片包括間隔設(shè)置的直黃片和彎黃片，通過開口調(diào)節(jié)環(huán)、錐 環(huán)與隔振器外殼壓緊；靜態(tài)時(shí)直黃片和帽蓋外凸緣之間的距離與彎黃片和帽蓋外凸緣之間 的距離差小于等于0. 5mm，受到水平?jīng)_擊時(shí)直黃片變形最多0. 5mm后彎黃片參加工作。將彎 黃片與直黃片之間的間隙由5 > 1.5mm降低到5《0.5mm，可極大地降低直黃片的擠壓應(yīng) 力和彎曲應(yīng)力。
[0016] 直黃片中部阻尼區(qū)為直線結(jié)構(gòu)，上下部非阻尼區(qū)為曲線結(jié)構(gòu)，帽蓋的外凸緣僅在 阻尼區(qū)運(yùn)動(dòng)時(shí)與直黃片接觸。改變原先直彎黃片在垂向沖擊位移較大時(shí)同時(shí)參與工作的設(shè) 計(jì)理念，即在垂向沖擊位移大于振動(dòng)位移后，直黃片后退遠(yuǎn)離帽蓋外凸緣，不參與工作，直 黃片中不產(chǎn)生沖擊應(yīng)力，達(dá)到抑制共振所需阻尼力的穩(wěn)定性。
[0017] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述的帽蓋外凸緣外表面為球面，其圓弧半徑等于阻尼緩沖黃片組 合成的圓筒內(nèi)半徑，保證帽蓋主軸線與底座軸線發(fā)生傾斜時(shí)直黃片均與帽蓋外凸緣接觸， 降低了每片直黃片的應(yīng)力和總摩擦力的穩(wěn)定性。
[0018] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述的帽蓋外圓上套有擋圈和橡膠墊，其中擋圈頂部與上蓋貼合，橡 膠墊底部與帽蓋底部的外凸緣貼合，擋圈與橡膠墊之間留有間隙。帽蓋向上沖擊時(shí)，作用在 橡膠墊的力通過內(nèi)擋圈傳給上蓋，再通過底座連接螺釘傳到基礎(chǔ)安裝板。遇到強(qiáng)沖擊時(shí)可 W起到抑制反彈和限制位移沖擊沖擊的作用。內(nèi)擋圈與帽蓋之間的間隙還可限制帽蓋軸也 線上蓋軸也線之間的傾斜角。
[0019] 進(jìn)一步改進(jìn)，所述的調(diào)節(jié)螺栓與底板之間設(shè)有鋼絲網(wǎng)墊。采用上下兩個(gè)緩沖限位 模塊橡膠墊和鋼絲網(wǎng)墊限制沖擊位移，受到強(qiáng)沖擊時(shí)可W反彈沖擊，使彎黃片的應(yīng)力始終 在安全應(yīng)力范圍內(nèi)。
[0020] 進(jìn)一步改進(jìn)，在整個(gè)阻尼緩沖黃組件外層包一層水平緩沖環(huán)橡膠筒，將帽蓋施加 到黃片所受到的沖擊力直接通過緩沖環(huán)傳遞到底座，可大大降低黃片中的彎曲應(yīng)力。
【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2(a)為采用背架隔振系統(tǒng)的艦船顯控臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2(b)為不采用背架隔振系統(tǒng)的艦船顯控臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3為一種模塊化抗沖擊型無峰隔振器的機(jī)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖4(a)為一種模塊化抗沖擊型無峰隔振器中帽蓋外凸緣結(jié)構(gòu)與直黃片接觸示意 圖。
[0026] 圖4(b)為一種模塊化抗沖擊型無峰隔振器中受到垂向強(qiáng)沖擊時(shí)帽蓋外凸緣結(jié)構(gòu) 與直黃片接觸示意圖。
[0027] 圖4(c)為本發(fā)明受到垂向強(qiáng)沖擊時(shí)帽蓋外凸緣結(jié)構(gòu)與直黃片接觸示意圖。
[0028]圖5為黃片力學(xué)模型示意圖。
[0029] 圖6(a)為一種模塊化抗沖擊型無峰隔振器中直黃片示意圖。
[0030] 圖6(b)為一種模塊化抗沖擊型無峰隔振器中彎黃片示意圖。
[0031] 圖6(c)為一種模塊化抗沖擊型無峰隔振器中阻尼緩沖黃片受到的沖擊力示意 圖。
[0032] 圖7(a)為本發(fā)明中直黃片示意圖。
[0033]圖7(b)為本發(fā)明中彎黃片示意圖。
[0034] 圖7(c)為本發(fā)明中阻尼緩沖黃片受到的沖擊力示意圖。
[00巧]圖8(a)為假設(shè)顯控臺的無背架隔振系統(tǒng)由4個(gè)底部隔振器組成時(shí)質(zhì)也高度示意 圖。
[0036] 圖8(b)為假設(shè)顯控臺的無背架隔振系統(tǒng)由4個(gè)底部隔振器組成時(shí)重也示意圖。
[0037] 圖8(c)為假設(shè)顯控臺的無背架隔振系統(tǒng)由4個(gè)底部隔振器組成，艦船有a傾斜 時(shí)，質(zhì)也偏轉(zhuǎn)示意圖。
[0038] 圖9為一種抗傾斜隔振器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039] 圖10為線性螺旋黃與錐彈黃特性曲線。
【具體實(shí)施方式】
[0040] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0041] 本發(fā)明的主要結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括底座14,底座14內(nèi)圓底部固定有底板15,底 座14的頂部固定有上蓋6,底座14、底板15和上蓋6共同組成該隔振器的外殼；上蓋6中 也孔內(nèi)插有一個(gè)調(diào)節(jié)螺栓2,調(diào)節(jié)螺栓2上部固定有帽蓋3,帽蓋3下部沿調(diào)節(jié)螺栓2軸向 方向伸入底座14內(nèi)部，其特征在于：帽蓋3下端為外凸緣結(jié)構(gòu)，外凸緣與底板15之間連接 有圓錐黃12 ;調(diào)節(jié)螺栓2下部套有調(diào)節(jié)螺母4,調(diào)節(jié)螺母4與底板15之間連接有螺旋黃13， 螺旋黃13與圓錐黃12形成并聯(lián)結(jié)構(gòu)；底座14的內(nèi)圓中設(shè)有將帽蓋3的外凸緣包圍的阻尼 緩沖黃片9,阻尼緩沖黃片9構(gòu)成的圓筒外套有橡膠筒10。。
[0042] 所述的阻尼緩沖黃片9包括間隔設(shè)置的直黃片和彎黃片，通過開口調(diào)節(jié)環(huán)8、錐環(huán) 7與隔振器外殼壓緊；靜態(tài)時(shí)直黃片和帽蓋3外凸緣之間的距離與彎黃片