一种大角刚度涡桨发动机橡胶隔振器

摘要

本发明提供具有失效保护措施的一种大角刚度涡桨发动机橡胶隔振器。技术方案包括安装基座1、前盖板4、后盖板5、与安装基座通过卡槽连接的四个安装板2，上下对称设置在前盖板4与安装板2之间，以及后盖板5与安装板2之间的橡胶块3，套筒6套接在连接螺杆7外，连接螺杆7贯穿前盖板4和后盖板5，封装螺帽8螺接在连接螺杆7位于后盖板5的一侧，螺纹保护套9螺接在连接螺杆7位于后盖板5的端部。

说明书

技术领域

本发明属于一种航空发动机安装使用的隔振缓冲装置，涉及航 空、航天以及船舶领域动力装置的隔振安装。

背景技术

航空涡桨发动机工作产生的振动会对飞机整机振动环境和乘坐 舒适性产生较大影响，可通过发动机隔振安装系统有效抑制其振动向 飞机的传递。在由多个橡胶隔振装置组成的隔振系统中，各隔振装置 利用橡胶元件的超弹性及可产生较大变形的性能为隔振装置提供刚 度特性；利用橡胶材料分子链与其相互之间的不可恢复的变形耗散振 动能量为隔振装置提供阻尼特性；而隔振装置中的金属元件则为隔振 装置提供上下端口连接和结构支承。

由涡桨发动机和多个隔振装置组成的隔振系统是具有三向六自 由度振动特性，同时发动机接头处各向载荷有较大差别，尤其在发动 机主安装节处，航向载荷较其他方向较大，所以此处隔振装置应具特 定的三向各异刚度特性，以匹配整个发动机安装系统的传载要求和隔 振性能要求。同时，由于航空发动机安装接头位置的空间局限性，其 位置不易调整，而目前隔振系统采用的布局形式在俯仰方向角刚度较 差，不利于俯仰振动的抑制。

发明内容

发明目的：提供具有失效保护措施的一种大角刚度涡桨发动机橡 胶隔振器。

技术方案：一种涡桨发动机大角刚度橡胶隔振装置，为近似平面 对称的支座式金属橡胶结构，包括安装基座1、前盖板4、后盖板5、 与安装基座通过卡槽连接的四个安装板2，上下对称设置在前盖板4 与安装板2之间，以及后盖板5与安装板2之间的橡胶块3，套筒6 套接在连接螺杆7外，连接螺杆7贯穿前盖板4和后盖板5，封装螺 帽8螺接在连接螺杆7位于后盖板5的一侧，螺纹保护套9螺接在连 接螺杆7位于后盖板5的端部。

有益效果：

1、依据涡桨发动机安装结构特点及工作特性，要求发动机隔振 安装系统在俯仰平面具有较大的角刚度，以抑制俯仰振动，在安装布 局不易调整的情况下，本发明专门设计了具有较大角刚度的隔振装置 来提高整个隔振系统角刚度特性，能够有效减小发动机的俯仰振动， 提高整个隔振系统性能；

2、航空发动机、辅助动力装置等安装用的隔振装置应设计有失 效保护措施，以保障动力设备因隔振装置意外破坏失效后的可靠安 装，即飞机关键接头部位的破损安全措施。本发明所涉及的隔振装置 利用闭合式金属组件结构，将弹性元件封装至隔振装置内部位置，即 使橡胶元件撕裂、脱落，隔振装置仍能保证整个系统的安全连接，属 于一种有效的安全保护措施；

3、隔振装置整体结构采用安装基座加弹性组件的布局形式，增 强了隔振元件的可更换性与可维修性，同时利用多个小尺寸橡胶元件 并联的方式代替大尺寸橡胶元件实现高承载能力，减小了模具尺寸、 降低了开模成本；

4、同时该隔振装置的安装基座设置了多个孔型结构及槽型结构， 既满足了橡胶组件安装的定位要求，也为隔振装置与发动机扭矩补偿 装置的连接设置了专用接口，同时采用结构拓扑优化，减轻了结构重 量；

5、由于飞机发动机周围工作温度较高，要求隔振装置中的橡胶 元件耐热性能要好，同时为了保障飞机在极寒区域的环境适应性，隔 振装置橡胶元件还应具备较好的耐低温性能，因此本发明所涉及的隔 振装置选用耐高低温高阻尼硅橡胶来制备橡胶元件，有效地提高了隔 振装置的环境适应性。

附图说明

图1a为本发明示意图一；

图1b为本发明示意图二；

图2为本发明剖面图；

图3为本发明安装基座1及弹性组件（包括安装板2、橡胶块3 以及前盖板4或下后盖板5中的一个）示意图；

其中，1-安装基座，2-安装板，3-橡胶块，4-前盖板，5-后盖板， 6-套筒，7-连接螺杆，8-封装螺帽，9-螺纹保护套，10-环状凸台， 11-⊥型凸台，12-卡槽结构，13-矩形凸台，14-加强筋，15-斜面凸 台，16-底端凸台，17-圆孔，18-螺纹段，19-开口圆形通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步详细描述。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述，请参阅图1至图3。

一种涡桨发动机大角刚度橡胶隔振装置，为近似平面对称的支座 式金属橡胶结构，包括安装基座1、前盖板4、后盖板5、与安装基 座通过卡槽连接的四个安装板2，上下对称设置在前盖板4与安装板 2之间，以及后盖板5与安装板2之间的橡胶块3，套筒6套接在连 接螺杆7外，连接螺杆7贯穿前盖板4和后盖板5，封装螺帽8螺接 在连接螺杆7位于后盖板5的一侧，螺纹保护套9螺接在连接螺杆7 位于后盖板5的端部。

所述安装基座1为底座带四个开口圆形通孔的⊥型凸台11结构； 安装基座1的底部设置有一外径为80mm的环状凸台10，环状凸台10 及底座设置有内径为60mm的通孔；所述安装基座1利用底部环状凸 台10与四个螺栓穿过底座四个U形孔19固定在发动机上，其中安装 基座1底部环状凸台10与与发动机主安装台面上的圆形凹槽紧配合、 各通孔与螺栓间隙配合，以保障剪切载荷和拉伸载荷由不同部件承 受。

所述安装基座1的⊥型凸台11顶部沿螺杆左右对称设置有两个 圆形孔，并在⊥型凸台11内部设置了用于连接发动机扭矩补偿器的 槽、孔结构等专用接口；⊥型凸台11平面上下并列设置有一边长为 90mm的方形通孔和一长90mm宽40mm的矩形通孔；装配完成后，连 接螺杆7及套筒6贯穿该方形孔，二者直径尺寸均小于方形孔截面尺 寸，以满足隔振装置振动位移要求。

所述安装基座1与安装板2的连接部位设置有相匹配的卡槽结构 12，用于安装板2及弹性组件在安装基座1上的固定；安装基座1的 ⊥型凸台11经拓扑优化后，在垂面、侧面均设置有不同截面尺寸的 孔，以减轻安装基座1以及整个隔振装置的重量。

所述四块安装板2为一侧平面、另一侧斜面的矩形板，斜面一侧 设置有左右对称的矩形凹槽结构以及前后两端对称的矩形凸台13； 用于与安装基座1的卡槽结构12定位配合，利用凸台与卡槽的配合 形式可有效提高弹性组件与安装基座之间连接的可靠性。

所述四个橡胶块3为一定厚度的矩形块，其中靠近螺杆顶部一侧 的一组橡胶块3侧面设置有加强筋14，用于提高其自身刚度，以满 足沿发动机推力方向一侧的承载要求；所述橡胶块3为耐高温高阻尼 橡胶材料在一定工艺条件下压模硫化制成，能够在-50℃—100℃的温 度范围内保持良好的力学性能；

所述前盖板4与后盖板5为一侧平面、另一侧设置有沿中线对称 斜面凸台15的平板结构，平面一侧设置有均匀分布的四个矩形槽， 斜面一侧中部为一定宽度的矩形槽，前盖板4与后盖板5底面中部分 别设置有直径为16mm、24mm圆形通孔，以满足套筒6及连接螺杆7 的安装要求，安装完成后，套筒顶端凸台与前盖板4底部平齐、连接 螺杆7高出套筒6约20mm；所述连接螺杆7中段为光滑圆杆，端部 有长度为25mm的螺纹段18，再通过封装螺帽8将整个隔振装置进行 封装，实际使用时，将螺纹保护套9和封装螺帽8卸掉后，通过螺纹 段18将该隔振装置固定在发动机架的安装接头处的螺栓孔内，并用 测力扳手对预紧力按照一定要求进行控制。

所述设置于安装板2及后盖板5之间的橡胶块3与二者的连接采 用专用粘合剂在170℃下硫化而成；

所述套筒6外部为各段具有不同直径的凸台，套筒6与后盖板5 通过底端凸台16及圆孔17定位安装；所述连接螺杆中段为光滑圆杆， 端部有一定长度螺纹，通过封装螺帽将整个隔振装置进行封装，再装 上螺纹保护套9，在运输过程中对螺纹段18进行保护；

所述螺纹保护套9为顶部封闭、底部开孔、长约25mm的套筒式 结构，顶部向下5-10mm处设置有外六方凸台，用于安装时的拧紧； 隔振装置实际使用时，依次将螺纹保护套9和封装螺帽8卸掉后，使 隔振装置通过连接螺杆7的螺纹段18与发动机架主安装接头相连；

所述安装基座1通过底座四个U形孔19以及底部环状凸台10结 构与发动机前安装面上的安装平台相配合，将该型隔振装置固定在发 动机上，并采取一定的锁紧措施。用于发动机与发动机安装架的连接， 与隔振系统中其他隔振装置共同隔离发动机振动向飞机的传递。

具体安装步骤如下：

1、首先设计专用的模具，安装板2及前盖板4、后盖板5经表 面喷砂处理后，在与橡胶块3粘接的表面均匀涂抹专用的橡胶与金属 粘接剂。再将金属材质的两块安装板2、盖板与两个橡胶块3填至模 具中并在特定工艺条件下进行高温硫化，制成由三者共同组成的橡胶 夹层金属板结构，本说明书中称之为弹性组件；

2、将两块上述弹性组件中安装板2与安装基座1通过凸台及凹 槽结构相配合；

3、将套筒6穿过安装基座1凸台平面的方形孔，安装在前盖板 4与后盖板5之间，具有较大直径圆台一端与前盖板4的底孔相配合， 套筒6圆台外侧圆柱段穿过后盖板5的底孔，圆台外端面与后盖板5 底部平齐。

4、将连接螺杆7插入套筒6内部，沿套筒6轴线，从上到下依 次穿过前盖板4的底孔、安装基座1凸台平面的方形孔以及后盖板5 的底孔，连接螺杆7高出套筒6约20mm；

5、将封装螺帽8拧至连接螺杆7上，拧至封装螺帽8底部与后 盖板5顶部平齐时，再将封装螺帽8向下拧1mm,使隔振装置承受一 定预紧力；

6、将螺纹保护套9拧至已装配好的连接螺杆7上，对其螺纹段 18进行保护；

7、装配完成。

8、该隔振装置在发动机上安装时，将安装基座1底部环状凸台 10与发动机安装台面圆形凹槽相配合，再将四个螺栓通过四个U形 孔19拧紧至安装台面上与之相对应的四个螺栓孔中，实现隔振装置 与发动机的连接；

9、将隔振装置连同发动机向飞机发动机架上固定时，首先将螺 纹保护套9、封装螺帽8依次卸下，再采用测力扳手将连接螺杆拧至 发动机架上对应螺栓孔内，并按技术要求通过测力扳手给隔振装置施 加一定预紧力。

10、安装完毕。