結構可變的直動式磁流變液阻尼器的製作方法

2023-06-21 22:01:51 3

專利名稱：結構可變的直動式磁流變液阻尼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種直動式阻尼器，特別是一種通過可拆活塞與止推銷靈活改變阻尼器結構的直動式磁流變液阻尼器，屬於工程振動技術領域。
背景技術：
磁流變液是由基液、懸浮於基液的磁性材料和穩定劑組成，具有磁性材料的特性和液體流動性。在外加磁場作用下，磁流變液的流變特性可發生急劇變化，並且流變特性隨著外加磁場強度的變化而變化。磁流變液的表觀粘度的變化是連續的、可逆的、迅速的且易於控制，即磁流變液的表觀粘度具有無級可調的特性，從而使磁流變液在汽車、機械、建築、醫療等領域得到了相應的應用，並且成為當前智能材料研究的一個重要分支。
磁流變液阻尼器是磁流變液的一種重要應用方面，可用於控制工程機械系統的阻尼和剛度。磁流變液阻尼器具有體積小，工耗少，阻尼力較大，動態範圍廣，頻率響應高以及適應面寬的優點，特別是磁流變液阻尼器避免了傳統的被動式阻尼器適應性差和主動式阻尼器控制算法複雜和控制器穩定性問題，被認為是主動式、被動式控制元件的理想替代裝置。
目前，國內外研究開發了各種基於磁流變液的阻尼器，歸結起來可以分為三大類壓力驅動模式，剪切模式和擠壓模式。已有技術中美國Lord公司製造的用於大型載重汽車司機座椅半主動減振系統的直動式磁流變液阻尼器(U.S.Patent5547049)以及專利號為ZL00229769.8名稱為「一種新型磁流變流體阻尼器」的實用新型專利，其磁流變液的通路和相關的磁路包含在活塞內，電流通過中空活塞杆中的導線送入電磁鐵，從而造成了儘管阻尼器內裝有較多的磁流變液，但在任意時刻磁場區域的有效磁流體量較少的缺陷；而Bolter的具有旁路的大行程磁流變液阻尼器(Bolter R，Janocha H.Performance of long-stroke and low-stroke MRfluid dampers.InDavis L P，Proceedings of SPIE-Int.Soc.Opt.Eng.，Vol.3327.WashingtonSPIE，1998，303～313)的結構複雜，並且在活塞速度較高時，會引起極高的流變速度和剪應變率，使磁流變效率降低。

發明內容
為了克服已有技術的不足和缺陷，本發明提出了一種通過可拆活塞與止推銷靈活改變阻尼器結構的直動式磁流變液阻尼器。主要包括活塞及連杆，導磁內筒，可拆活塞，止推銷，電磁線圈，導磁外筒，密封材料，密封蓋，磁流變液等。活塞及連杆的活塞與可拆活塞均加工有供磁流變液流過的小孔。導磁內筒和導磁外筒均是由導磁材料製成的圓筒體；其中，導磁內筒增加了圓盤形的限位結構，該結構中心開有供活塞及連杆運動的圓孔。
活塞及連杆穿過導磁內筒後，通過止推銷與可拆活塞連接；電磁線圈附在導磁外筒殼體內，其導線引出導磁外筒，電磁線圈與導磁外筒一起安裝在導磁內筒上；將磁流變液注入導磁內筒，使用密封材料和密封蓋密封。
本發明的電磁線圈與活塞分離，以導磁內筒為支撐，從而減少了結構的複雜性，增加了磁場區域的有效流體量；電磁線圈的匝數和施加的電壓對磁通量有著明顯的影響，因而，間接的決定了阻尼器所能承受的阻尼力，電磁線圈匝數較多、施加的電壓較大則阻尼器承受的阻尼力要大，線圈的匝數和施加的電壓可通過計算得到，應保證電磁線圈產生足夠的磁場強度從而可以有效地控制和改變磁流變液的表觀粘度。
導磁內筒和導磁外筒將電磁線圈產生的磁路封閉在阻尼器結構內部，保證電磁線圈產生的磁場儘可能集中地作用在磁流變液上，減少電磁線圈的電流。
導磁內筒的限位結構，將缸體分為兩部分，一部分供活塞及連杆運動，另一部分提供給可拆活塞運動，可根據實際需要決定是否安裝可拆活塞，導磁內筒的限位結構一方面提高了磁流變效率，另一方面限制了活塞的位移，從而提高了結構的安全性和可靠性。可拆活塞的設計具有三方面作用，除上述兩方面作用外，還進一步增大阻尼器所能提供的阻尼力。
本發明增加了任意時刻磁場區域的有效流體量，提高了磁流變效率，改善了阻尼器結構的靈活性，具有較高的經濟效益和社會效益。


圖1是結構可變的直動式磁流變液阻尼器的結構示意圖。
圖中，1為密封蓋，2為導磁外筒，3為電磁線圈，4為密封材料，5為活塞及連杆，6為磁流變液，7為導磁內筒，8為止推銷，9為可拆活塞。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明的具體實施作進一步的描述。
如圖1所示，本發明主要包括密封蓋1，導磁外筒2，電磁線圈3，密封材料4，活塞及連杆5，磁流變液6，導磁內筒7，止推銷8，可拆活塞9。活塞及連杆5中的活塞與可拆活塞9均加工有供磁流變液6流過的小孔。導磁外筒2和導磁內筒7均是由導磁材料製成的圓筒體；其中，導磁內筒7增加了圓盤形的限位結構，該結構中心開有供活塞及連杆5運動的圓孔。活塞及連杆5穿過導磁內筒7後，通過止推銷8與可拆活塞9連接；電磁線圈3附在導磁外筒2殼體內，其導線引出導磁外筒2，然後將電磁線圈3與導磁外筒2一起套在導磁內筒7上；左端的密封材料4和密封蓋1通過螺栓與導磁外筒2左端相接，將磁流變液6注入導磁內筒7內，再將右端的密封材料4和密封蓋1通過螺栓與導磁外筒2右端相接。
應用時，活塞及連杆5的兩端與待控制振動的工程系統相連接；根據阻尼器所承受的阻尼力的大小決定是否安裝止推銷8和可拆活塞9。當實際中所需要的阻尼力較大或可能的受力情形不明時，可考慮安裝上述部件；而當實際中所需的阻尼力較小時，則不需要安裝可拆活塞9和止推銷8；同時，所支撐結構的運動速度較快時，為提高磁流變效率，則需要考慮安裝止推銷8和可拆活塞9。
當無外加電壓時，電磁線圈3無磁場產生，此時，該阻尼器受到作用力時，磁流變液6從活塞及連杆5和活塞9的小孔中流過，該發明起到相應的液壓阻尼器的作用；當外加電壓給電磁線圈3通電，使電磁線圈3產生磁場，導磁外筒2、導磁內筒7使磁場集中地作用於磁流變液6，在磁場的作用下，磁流變液6迅速類固化，使磁流變液6的流動性減弱，形成鏈狀物或固狀物，抗剪能力提高，即活塞及連杆5和活塞9運動受到的阻尼力增加，根據工程實際控制磁場的強度，使磁流變液6的表觀粘度滿足相應的阻尼力要求，從而達到控制支撐於該阻尼器上的工程系統振動幅度的目的。
權利要求
1.一種結構可變的直動式磁流變液阻尼器，主要包括密封蓋(1)，導磁外筒(2)，電磁線圈(3)，密封材料(4)，活塞及連杆(5)，磁流變液(6)，導磁內筒(7)，其特徵在於還包括止推銷(8)，可拆活塞(9)，導磁外筒(2)和導磁內筒(7)均是由導磁材料製成的圓筒體；其中，導磁內筒(7)增加了圓盤形的限位結構，該結構中心開有供活塞及連杆(5)運動的圓孔，活塞及連杆(5)的活塞與可拆活塞(9)均加工有供磁流變液(6)流過的小孔，活塞及連杆(5)穿過導磁內筒(7)後，通過止推銷(8)與可拆活塞(9)連接；電磁線圈(3)附在導磁外筒(2)殼體內，其導線引出導磁外筒(2)，電磁線圈(3)與導磁外筒(2)一起套在導磁內筒(7)上；左端的密封材料(4)和密封蓋(1)通過螺栓與導磁外筒(2)左端相接，磁流變液(6)注入導磁內筒(7)內，右端的密封材料(4)和密封蓋(1)通過螺栓與導磁外筒(2)右端相接。
全文摘要
結構可變的直動式磁流變液阻尼器主要包括密封蓋，導磁外筒，電磁線圈，密封材料，活塞及連杆，磁流變液，導磁內筒，止推銷，可拆活塞。導磁內、外筒均是由導磁材料製成的圓筒體；導磁內筒增加了圓盤形的限位結構。活塞及連杆穿過導磁內筒後，通過止推銷與可拆活塞連接；電磁線圈附在導磁外筒殼體內，再一起安裝在導磁內筒上；磁流變液注入導磁內筒，使用密封材料和密封蓋密封。導磁內、外筒將由電磁線圈產生的磁路封閉在阻尼器結構內部，保證磁場集中地作用在磁流變液上。導磁內筒的限位結構，將缸體分為兩部分，供活塞及連杆和可拆活塞運動，導磁內筒的限位結構提高了磁流變效率，限制了活塞的位移。可拆活塞還具有進一步增大阻尼器所能提供的阻尼力的作用。
文檔編號F16F9/53GK1482378SQ0314179
公開日2004年3月17日 申請日期2003年7月24日 優先權日2003年7月24日
發明者鄒劍, 陳進, 董廣明, 鄒 劍 申請人:上海交通大學