一種用于斯特林制冷機的動力吸振器的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，包括依次固定相連的第一板簧部、質量圓環和第二板簧部。第一板簧部和第二板簧部結構相同，均包括多片依次疊加的六臂板簧。六臂板簧包括圓形板材和均勻分布在圓形板材上的6條型線凹槽。質量圓環上設有多個均勻分布的螺紋孔。第一板簧部和第二板簧部分別通過墊片與質量圓環相連。相鄰的兩片六臂板簧之間設有第一板簧墊片和第二板簧墊片。圓形板材的圓周上設有均勻分布的連接孔，圓形板材的中間設有安裝孔。第一板簧部和第二板簧部之間設有板簧支撐部。本實用新型有效延長了動力吸振器板簧的使用壽命，具有結構簡單、制作成本低等特點。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及斯特林制冷機【技術領域】，具體涉及一種用于斯特林制冷機的動力 吸振器。 一種用于斯特林制冷機的動力吸振器
【背景技術】
[0002] 斯特林制冷機主要由壓縮機和膨脹機兩部分構成，用于為安裝在其冷頭上的電子 器件提供低溫工作環境。壓縮機和膨脹機的往復運動會使冷頭產生振動，當冷頭振動超過 一定振幅時，電子器件的工作性能會受到嚴重影響。為了保證斯特林制冷機和電子器件的 性能，一般通過主動減振或被動減振兩種方式來對冷頭振動進行有力控制。動力吸振器是 被動減振控制方式的一種，因具有結構簡單、無功耗、對單頻或者窄頻振動具有明顯減振效 果等特點，而廣泛應用于機械振動控制或結構振動控制當中。動力吸振器通過利用多自 由度系統的反共振特性，將振動的能量轉移到吸振器附加質量上來減小或抑制原結構的振 動。動力吸振器可應用在振動頻率為60Hz的斯特林制冷機中。
[0003] 現有的動力吸振器由2片2mm厚的兩臂板簧和具有一定質量的質量環構成，其最 大外徑為91mm。當斯特林制冷機振動力較大時，兩臂板簧的行程最大能達到6mm，這會使兩 臂板簧因根部應力集中大而損壞。為了延長兩臂板簧的使用壽命，可以選用疲勞極限高的 板簧材料并保證板簧熱處理后硬度的均勻性和形位公差，但這對目前的工藝水平來說具有 一定難度，且制作成本高。 實用新型內容
[0004] 本實用新型的目的在于提供一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，該動力吸振器 不僅解決了板簧應力集中大的問題，有效延長了動力吸振器板簧的使用壽命，還具有結構 簡單、制作成本低等特點。
[0005] 為實現上述目的，本實用新型采用了以下技術方案：一種用于斯特林制冷機的動 力吸振器，包括依次固定相連的第一板簧部、質量圓環和第二板簧部。所述的第一板簧部和 第二板簧部結構相同，均包括多片依次疊加的六臂板簧。所述的六臂板簧包括圓形板材和 均勻分布在圓形板材上的6條型線凹槽。
[0006] 進一步的，所述的質量圓環為不銹鋼材料，質量圓環上設有多個均勻分布的螺紋 孔。根據需要可以在質量圓環側壁上安裝不同數量的螺釘，以使質量圓環的質量可以在一 定范圍內進行調節，從而微調吸振器的減振效果。
[0007] 進一步的，所述的第一板簧部和第二板簧部分別通過墊片與質量圓環相連。在第 一板簧部和第二板簧部中，相鄰的兩片六臂板簧之間沿徑向依次設有圓環狀的第一板簧墊 片和第二板簧墊片，所述的第一板簧墊片位于安裝孔的圓周外側，所述的第二板簧墊片位 于圓形板材的外圓周內側。通過在相鄰的兩片六臂板簧之間設置第一板簧墊片和第二板簧 墊片，在第一板簧部、第二板簧部與質量圓環之間設置墊片，不僅能夠有效避免動力吸振器 工作過程中各部件相互干涉、影響減振效果，還能減小每片板簧的應力集中。
[0008] 進一步的，所述的圓形板材的圓周上設有均勻分布的連接孔，圓形板材的中間設 有安裝孔。所述的連接孔用于通過螺栓將第一板簧部、第二板簧部和質量圓環緊固到一起。 所述的安裝孔用于從各片六臂板簧的中間穿過螺栓將本實用新型與斯特林制冷機尾部緊 固到一起。
[0009] 進一步的，所述的第一板簧部和第二板簧部之間設有板簧支撐部。所述的板簧支 撐部包括依次相連的第一卡環、中間支撐和第二卡環。所述的第一卡環和第二卡環上分別 設有用于固定中間支撐的階梯孔。所述的中間支撐上設有與安裝孔相對應的支撐安裝孔。 通過在兩個板簧部之間設置板簧支撐部，能夠使兩個板簧部各個位置之間的間距相等，保 證動力吸振器的減振效果。
[0010] 更進一步的，所述的型線凹槽包括兩條曲線、型線首部、型線根部和凹槽。所述的 兩條曲線同一端分別通過型線首部和型線根部將兩條曲線光滑連接成一條閉合曲線，所述 的凹槽位于閉合曲線中間。所述的兩條曲線的形狀為圓的漸開線，所述的型線首部和型線 根部均為多段圓弧首尾相連而成的連接曲線。通過將首部和根部設計為多段圓弧光滑連 接，能夠有效減少型線凹槽根部和首部的應力集中。所述的6條型線凹槽分別呈漸開線形 分布，通過優化設計六臂板簧的型線凹槽的參數以及優化型線凹槽根部形狀，能夠有效減 少應力集中。
[0011] 由以上技術方案可知，本實用新型首先通過六臂板簧型線凹槽的設計和第一板簧 部、第二板簧部的設計，有效減小了板簧的應力集中、延長了板簧的使用壽命。其次，本實用 新型通過在質量圓環側壁上設置螺紋孔，使質量圓環質量可調節，實現了動力吸振器減振 效果的微調。再次，本實用新型通過墊片和第一板簧墊片的設計，避免了各片板簧之間、板 簧部與質量圓環之間發生相互干涉，提高了動力吸振器的工作穩定性。綜上所述，本實用新 型不僅解決了板簧應力集中大的問題，有效延長了動力吸振器板簧的使用壽命，還具有結 構簡單、制作成本低等特點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012] 圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0013] 圖2是六臂板簧的結構示意圖；
[0014] 圖3是本實用新型的安裝示意圖。
[0015] 其中：
[0016] 1、螺栓，2、第一板簧墊片，3、第 ^環，4、中間支撐，5、質量圓環，6、墊片，7、六臂 板簧，8、螺紋孔，9、制冷機，10、套筒，11、動力吸振器，12、圓形板材，13、型線凹槽，14、連接 孔，15、安裝孔，16、第二卡環，17、第二板簧墊片，18、型線根部，19、型線首部，20、曲線。
【具體實施方式】
[0017] 下面結合附圖對本實用新型做進一步說明：
[0018] 如圖1-圖3所示的一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，包括依次固定相連的第 一板簧部、質量圓環5和第二板簧部。所述的第一板簧部和第二板簧部結構相同，均包括多 片依次疊加的六臂板簧7。所述的六臂板簧7包括圓形板材12和均勻分布在圓形板材12 上的6條型線凹槽13。優選的，所述的第一板簧部和第二板簧部均包括3片依次疊加的六 臂板簧7。通過將兩個板簧部設計為3片依次疊加的六臂板簧7,并在兩個板簧部之間設置 質量圓環5,不僅能夠起到良好的減振效果，還能有效避免應力集中，延長動力吸振器及板 簧的使用壽命。
[0019] 進一步的，所述的第一板簧部和第二板簧部之間設有板簧支撐部。所述的板簧支 撐部包括依次相連的第一卡環3、中間支撐4和第二卡環16。所述的第一卡環3和第二卡 環16上分別設有用于固定中間支撐4的凹槽。所述的中間支撐4上設有與安裝孔15相對 應的支撐安裝孔。通過在兩個板簧部之間設置板簧支撐部，能夠使兩個板簧部各個位置之 間的間距相等，保證板簧在未工作狀態下，無初變形。
[0020] 進一步的，所述的型線凹槽13包括兩條曲線20、型線首部19、型線根部18和凹 槽。所述的兩條曲線20同一端分別通過型線首部19和型線根部18將兩條曲線20光滑連 接成一條閉合曲線；所述的凹槽位于閉合曲線中間。所述的兩條曲線20的形狀為圓的漸開 線，所述的型線首部19和型線根部18均為多段圓弧首尾相連而成的連接曲線。通過將型 線首部19和型線根部18設計為多段圓弧光滑連接，能夠有效減少型線凹槽13的根部18 和首部19的應力集中。所述的6條型線凹槽分別呈漸開線形分布，通過優化設計六臂板簧 的型線凹槽的參數以及優化型線凹槽根部形狀，能夠有效減少應力集中。
[0021] 所述的六臂板簧7采用1mm厚的瑞典鋼板材加工而成，六臂板簧7的設計行程為 6mm，外徑為91mm，內徑6. 1mm。通過優化設計六臂板簧的型線凹槽13的參數以及優化型線 凹槽根部形狀，能夠有效減少應力集中。
[0022] 進一步的，所述的質量圓環5為不銹鋼材料，質量圓環5上設有多個均勻分布的螺 紋孔8。優選的，所述的螺紋孔8為8個設置在質量圓環5側壁上的M4螺紋孔。根據需要 可以在質量圓環5側壁上安裝不同數量的螺釘，以使質量圓環5的質量可以在一定范圍內 進行調節，從而實現動力吸振器減振效果的微調。
[0023] 進一步的，所述的第一板簧部和第二板簧部分別通過墊片6與質量圓環5相連。 在第一板簧部和第二板簧部中，相鄰的兩片六臂板簧7之間沿徑向依次設有圓環狀的第一 板簧墊片2和第二板簧墊片17,所述的第一板簧墊片2位于安裝孔15的圓周外側，所述的 第二板簧墊片17位于圓形板材12的外圓周內側。優選的，所述的墊片6和第一板簧墊片 2的厚度均為1_。通過在相鄰的兩片六臂板簧7之間設置第一板簧墊片2和第二板簧墊 片17,在第一板簧部、第二板簧部與質量圓環5之間設置墊片6,不僅能夠有效避免動力吸 振器工作過程中各部件相互干涉、影響減振效果，還能減小每片板簧的應力集中。
[0024] 更進一步的，所述的圓形板材12的圓周上設有均勻分布的連接孔14,圓形板材12 的中間設有安裝孔15。所述的連接孔14用于通過螺栓將第一板簧部、第二板簧部和質量圓 環5緊固到一起。所述的安裝孔15用于從各片六臂板簧7的中間穿過螺栓將本實用新型 與斯特林制冷機尾部緊固到一起。
[0025] 本實用新型的具體裝配過程如下：
[0026] 首先，根據電子圖紙在1mm厚的瑞典鋼板材上加工6條型線凹槽13，在加工完畢后 要進行滾拋及防銹處理。在板材12圓周上開設4個均勻分布的連接孔14,用以通過螺栓1 將連接板簧部和質量圓環5。在板材12圓心處開設1個安裝孔15,用以將動力吸振器固定 安裝到制冷機9尾部。其次，將每3片六臂板簧7依次疊加到一起組成第一板簧部和第二 板簧部，在相鄰的兩片六臂板簧7之間放置有第一板簧墊片2。先在第一板簧部和第二板簧 部中心處設有板簧支撐部，然后將第一板簧部和第二板簧部通過螺栓固定到質量圓環5的 上下兩端，在兩個板簧部與質量圓環5之間設有墊片6。再次，通過螺栓依次穿過第一板簧 部、板簧支撐部和第二板簧部，將動力吸振器11通過套筒10固定安裝到制冷機9尾部。通 過在制冷機9尾部與動力吸振器11之間設置套筒10,既起到了連接作用，又避免了動力吸 振器11工作時板簧與制冷機9發生碰撞、影響動力吸振器11的性能。
[0027] 以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優選實施方式進行描述，并非對本實用 新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本 實用新型的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權利要求書確定的保護 范圍內。
【權利要求】
1. 一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，其特征在于：包括依次固定相連的第一板簧 部、質量圓環（5)和第二板簧部；所述的第一板簧部和第二板簧部結構相同，均包括多片依 次疊加的六臂板簧（7);所述的六臂板簧（7)包括圓形板材（12)和均勻分布在圓形板材 (12)上的6條型線凹槽（13)。
2. 根據權利要求1所述的一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，其特征在于：所述的 質量圓環（5)上設有多個均勻分布的螺紋孔（8)。
3. 根據權利要求1所述的一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，其特征在于：所述 的圓形板材（12)的圓周上設有均勻分布的連接孔（14)，圓形板材（12)的中間設有安裝孔 (15)。
4. 根據權利要求3所述的一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，其特征在于：所述的 第一板簧部和第二板簧部分別通過墊片（6)與質量圓環（5)相連；在第一板簧部和第二板 簧部中，相鄰的兩片六臂板簧（7)之間沿徑向依次設有圓環狀的第一板簧墊片（2)和第二 板簧墊片（17)，所述的第一板簧墊片（2)位于安裝孔（15)的圓周外側，所述的第二板簧墊 片（17)位于圓形板材（12)的外圓周內側。
5. 根據權利要求3所述的一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，其特征在于：所述的 第一板簧部和第二板簧部之間設有板簧支撐部；所述的板簧支撐部包括依次相連的第一卡 環（3)、中間支撐（4)和第二卡環（16);所述的第一卡環（3)和第二卡環（16)上分別設有用 于固定中間支撐（4)的凹槽；所述的中間支撐（4)上設有與安裝孔（15)相對應的支撐安裝 孔。
6. 根據權利要求4所述的一種用于斯特林制冷機的動力吸振器，其特征在于：所述的 型線凹槽（13)包括兩條曲線（20)、型線首部（19)、型線根部（18)和凹槽；所述的兩條曲線 (20)同一端分別通過型線首部（19)和型線根部（18)將兩條曲線（20)光滑連接成一條閉 合曲線；所述的凹槽位于閉合曲線中間；所述的兩條曲線（20)的形狀為圓的漸開線，所述 的型線首部（19)和型線根部（18)均為多段圓弧首尾相連而成的連接曲線。
【文檔編號】F16F7/104GK203868209SQ201420222513
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】王飛 申請人:中國電子科技集團公司第十六研究所