一種仿生墊片制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種仿生墊片，包括墊片本體和仿生緩沖單體，墊片本體的內圓和外圓共軸線，墊片本體上均勻分布花鍵通槽；仿生緩沖單體是由緩沖體和花鍵軸構成一體式結構，仿生緩沖單體以花鍵軸插在墊片本體的花鍵通槽中；仿生緩沖單體在墊片本體的上、下面成圓形均勻陣列分布，墊片本體上、下面對應的仿生緩沖單體是關于墊片本體厚度中心橫截面對稱，墊片本體的上、下面各有九個仿生緩沖單體。本發(fā)明專利技術是對平時常用普通墊片和彈簧墊圈結合使用的一種優(yōu)化，避開了彈性墊圈使用時漲圈、氫脆等問題；在墊片本體雙面均勻分布仿生緩沖單體，提高了墊片受壓后的復原速度，保證了彈力的均勻性、連續(xù)性。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】
一種仿生墊片
本專利技術屬于工程仿生
，具體涉及一種仿生墊片。
技術介紹
螺栓和螺母配合緊固零件時，常用到普通墊片和彈簧墊圈，目的就是增大緊固的接觸面積，減少螺母對零件表面的磨損，預防螺母松動等。然而，彈簧墊圈的防松能力并不理想，彈力分布不均勻，尤其目前在歐美各國要求高可靠性的產(chǎn)品中使用率極低，特別在重要的承力結構聯(lián)接部位早已被拋棄好多年。原因有兩個：一是“漲圈”，二是氫脆。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于提供一種仿生墊片，用于零件聯(lián)接緊固處。當零件受力時，零件會把力傳遞給墊片，墊片在彈性變化范圍內，先壓縮變形并在恢復力的作用下迅速復原。恢復彈力使墊片消除了所受的壓力，從而減少了螺母的松動。貓科動物可以在崎嶇、復雜的地形上安全的跳躍，除了與自身腿部健壯的肌肉、高強度的韌帶和巧妙的骨骼結構有關外，還與足底的肉墊有關。貓科動物跳躍、奔跑過程中，腳掌與地面接觸后會產(chǎn)生很大的沖擊。為了避免這些沖擊對肢體產(chǎn)生傷害，貓科動物會自主調節(jié)足部關節(jié)和相應的軟組織變形。因此，足底肉墊起到緩沖、減震等重要作用。獵豹，行動敏捷，善于跳躍，一躍可達6米高，12米遠；善于奔跑，是世界上陸地奔跑最快的動物，它的時速可以達到120公里。獵豹每只腳下有一個大的掌墊，每個腳趾下又有一個小的趾墊。肉墊具有獨特的力學特性，在獵豹高速奔跑過程中，腳底和趾下柔軟的肉墊觸地受壓，起著較好的緩沖、減震作用。當獵豹足離地瞬間，受壓的肉墊可以隨之恢復原狀，從而保護好獵豹的全身。本專利技術設計思路來源獵豹足底的掌墊，依據(jù)掌墊的形狀和功能，設計了仿生緩沖單體。本專利技術包括墊片本體和仿生緩沖單體，墊片本體的內圓和外圓共軸線，墊片本體上均勻分布花鍵通槽；仿生緩沖單體是由緩沖體和花鍵軸構成一體式結構，仿生緩沖單體以花鍵軸插在墊片本體的花鍵通槽中；若干個仿生緩沖單體在墊片本體的上、下面上成圓形均勻分布，墊片本體上、下面對應的仿生緩沖單體是關于墊片本體厚度中心橫截面對稱。每個仿生緩沖單體的緩沖體的橫截面輪廓由四條曲線組成，其中的y為縱坐標，x為橫坐標：第一曲線滿足：y＝-3×10-6x6+2×10-7x5+0.0009x4-9×10-5x3-0.0894x2+0.0061x+18.085；其中：-13<x<13；第二曲線滿足：y＝6×10-6x6+5×10-7x5-0.0004x4-5×10-5x3-0.0098x2+0.0006x+0.0397；其中：-10<x<10；第三曲線滿足：y＝0.0186x2-2.579x-26.72；其中：-13<x<-10；第四曲線滿足：y＝0.0109x2+2.7759x-27.983；其中：10<x<13。所述的墊片本體選取邵氏硬度為60的硅膠，仿生緩沖單體選取邵氏硬度為30的硅膠。本專利技術的工作原理和過程：仿生緩沖單體通過花鍵軸和花鍵通槽的配合裝配到墊片本體上、下面，從而成圓形均勻分布且關于墊片本體厚度中心橫截面對稱。由于仿生緩沖單體在整個圓周上是連續(xù)、均勻的分布，這就使得墊片在整個圓周上保持連續(xù)、均勻的彈性。硅膠具有彈性好、耐壓縮變形、硬度范圍寬、特別容易成型等性能，墊片本體和仿生緩沖單體選取不同硬度的硅膠材質，從而實現(xiàn)不同的彈性。墊片本體選取邵氏硬度為60的硅膠，彈性稍低；仿生緩沖單體選取邵氏硬度為30的硅膠，彈性較高。這利于墊片整體受不同力時，墊片本體和仿生緩沖單體產(chǎn)生相應形變后的復原，進一步緩解螺母松動。當零件受力較小時，仿生緩沖單體形變量較大，墊片本體的形變量較小。仿生緩沖單體緩沖體的橫截面面積增大、高度降低，而每個仿生緩沖單體的分布間隙為這種變化提供了伸縮空間。由于硅膠具有耐壓縮性，受壓的仿生緩沖單體會在恢復力的作用下吸收零件受力，迅速恢復原狀。當零件受力較大時，墊片本體此時發(fā)揮的作用較大。仿生緩沖單體已被壓縮到極限，每個仿生緩沖單體彼此接觸，還未來得及產(chǎn)生恢復彈力，力已傳遞到墊片本體，此時更多的依靠墊片本體形變后產(chǎn)生的恢復力來吸收零件受力，繼而恢復墊片原狀。墊片本體兩面都分布著仿生緩沖單體。一般情況下，兩面的仿生緩沖單體形變會產(chǎn)生更大的恢復力吸收零件受力。當兩面仿生緩沖單體都被壓縮到極限時，墊片本體才會受壓，這樣可以減緩墊片本體的疲勞磨損，提高墊片使用壽命。由于花鍵聯(lián)接具有接觸面積大、承載能力高、定心和導向性能好、應力集中小、結構緊湊等優(yōu)點，墊片本體與仿生緩沖單體之間采用花鍵聯(lián)接。另外，疲勞磨損過重的仿生緩沖單體可以方便的更換，提高了使用效率。本專利技術的有益效果：本專利技術是對平時常用普通墊片和彈簧墊圈結合使用的一種優(yōu)化，避開了彈性墊圈使用時漲圈、氫脆等問題；在墊片本體雙面均勻分布仿生緩沖單體，提高了墊片受壓后的復原速度，保證了彈力的均勻性、連續(xù)性。附圖說明圖1為本專利技術的立體圖。圖2為本專利技術的的俯視圖。圖3為本專利技術的仿生緩沖單體主視圖。圖4為本專利技術的仿生緩沖單體后視圖。圖5為本專利技術的仿生緩沖單體側視圖。圖6為本專利技術的墊片本體俯視圖。其中：1—墊片本體，2—內圓，3—外圓，4—仿生緩沖單體，5—第一曲線，6—第二曲線，7—第三曲線，8—第四曲線，9—花鍵軸，10—緩沖體，11—花鍵通槽。具體實施方式請參閱圖1至圖6所示，本實施例包括墊片本體1和仿生緩沖單體4，墊片本體1的內圓2和外圓3共軸線，墊片本體1上均勻分布花鍵通槽11；仿生緩沖單體4是由緩沖體10和花鍵軸9構成一體式結構，仿生緩沖單體4以花鍵軸9插在墊片本體1的花鍵通槽11中；仿生緩沖單體4在墊片本體1的上、下面上成圓形均勻分布，墊片本體1上、下面對應的仿生緩沖單體4是關于墊片本體1厚度中心橫截面對稱，墊片本體1的上、下面各有九個仿生緩沖單體4。相鄰仿生緩沖單體4之間相隔40°。如圖3所示，每個仿生緩沖單體4的緩沖體10的橫截面輪廓由四條曲線組成，其中的y為縱坐標，x為橫坐標：第一曲線5滿足：y＝-3×10-6x6+2×10-7x5+0.0009x4-9×10-5x3-0.0894x2+0.0061x+18.085；其中：-13<x<13；第二曲線6滿足：y＝6×10-6x6+5×10-7x5-0.0004x4-5×10-5x3-0.0098x2+0.0006x+0.0397；其中：-10<x<10；第三曲線7滿足：y＝0.0186x2-2.579x-26.72；其中：-13<x<-10；第四曲線8滿足：y＝0.0109x2+2.7759x-27.983；其中：10<x<13。所述的墊片本體1選取邵氏硬度為60的硅膠，仿生緩沖單體4選取邵氏硬度為30的硅膠。墊片本體1的大小、厚度嚴格參照國家標準選取，本實施例初步選取外徑是115mm，內徑是70mm，厚度是10mm的墊片本體；每個仿生緩沖單體4的大小相等，緩沖體10的正面最大長與中間對稱線長度比是1.44:1，其厚度是5mm，花鍵軸9的長度是5mm。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種仿生墊片，其特征在于：包括墊片本體（1）和仿生緩沖單體（4），墊片本體（1）的內圓（2）和外圓（3）共軸線，墊片本體（1）上均勻分布花鍵通槽（11）；仿生緩沖單體（4）是由緩沖體（10）和花鍵軸（9）構成一體式結構，仿生緩沖單體（4）以花鍵軸（9）插在墊片本體（1）的花鍵通槽（11）中；若干個仿生緩沖單體（4）在墊片本體（1）的上、下面上成圓形均勻陣列分布，墊片本體（1）上、下面對應的仿生緩沖單體（4）是關于墊片本體（1）厚度中心橫截面對稱；每個仿生緩沖單體（4）的緩沖體（10）的橫截面輪廓由四條曲線組成，其中的y為縱坐標，x為橫坐標：?????第一曲線（5）滿足：y?=??3×10?6x6?+?2×10?7x5?+?0.0009x4???9×10?5x3???0.0894x2?+?0.0061x?+?18.085；其中：??13?<?x?<?13；?第二曲線（6）滿足：y?=?6×10?6x6?+?5×10?7x5???0.0004x4???5×10?5x3???0.0098x2?+?0.0006x?+?0.0397；?其中：?10?<?x?<?10；?第三曲線（7）滿足：y?=?0.0186x2???2.579x???26.72；其中：?13?<?x?<??10；?第四曲線（8）滿足：y?=?0.0109x2?+?2.7759x???27.983；其中：10?<?x?<?13；所述的墊片本體（1）選取邵氏硬度為60的硅膠，仿生緩沖單體（4）選取邵氏硬度為30的硅膠。...

【技術特征摘要】
1.一種仿生墊片，其特征在于：包括墊片本體(1)和仿生緩沖單體(4)，墊片本體(1)的內圓(2)和外圓(3)共軸線，墊片本體(1)上均勻分布花鍵通槽(11)；仿生緩沖單體(4)是由緩沖體(10)和花鍵軸(9)構成一體式結構，仿生緩沖單體(4)以花鍵軸(9)插在墊片本體(1)的花鍵通槽(11)中；若干個仿生緩沖單體(4)在墊片本體(1)的上、下面上成圓形均勻分布，墊片本體(1)上、下面對應的仿生緩沖單體(4)是關于墊片本體(1)厚度中心橫截面對稱；每個仿生緩沖單體(4)的緩沖體(10)的橫截面輪廓由四條曲線組成，其中的y為縱坐標，x為橫坐標：第一曲線(5)滿足：y＝-3×10-6x6+2×10-7x5+0.0009x4-9×10-5x3-0.0894x2+0...

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張銳，韓佃雷，何遠，馬松松，吉巧麗，李建橋，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發(fā)明
國別省市：吉林;22