萬向電流變隔振器的製作方法

2023-05-09 19:57:11

專利名稱：萬向電流變隔振器的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種機械技術領域的器件，具體是一種萬向電流變隔振器。
背景技術：
電流變液是一種智能流體材料，利用電流變液體的流變可控特性，已經研製出多種電流變器件，如電流變隔振器、電流變離合器和電流變閥門等等。其中，電流變隔振器已經廣泛應用於半主動振動控制。到目前為止，電流變液發生顯著效應所需的電場強度一般都在2000V/mm以上。以正、負電極之間的間距為0.5mm計算，那么正、負電極之間的電壓達到1000V。在同一個高壓電源供電條件下，正、負電極必須保持相同的電極間隙，否則間距大的電極間隙間的電場強度小，而間距小的電極間隙間的電場強度大。為確保電流變液不擊穿，電極間最大電場強度必須小於電流變液擊穿電場強度值。因此，電極間隙不均勻會導致電流變液不能全部發揮最大效應。電流變隔振器的電極設計可以分為兩類正、負電極的位置固定和正、負電極中的一個或兩個電極運動。當電極為運動方式時，為保證間隙，往往在固定正、負電極的機械部件(如外殼、軸)之間設置剛度很大的限位裝置，例如滑動軸承。限位裝置在保證正、負電極間隙的同時，也帶來另外一個問題，即電流變隔振器只能在一個自由度方向運動。在正、負電極的位置固定的電流變隔振器中，由於腔體內油液密封的需要在活塞杆和外殼之間設置密封裝置，其結果也限制了電流變隔振器的自由度。在實際應用中，由於電流變隔振器上設備振動的複雜性，電流變隔振器總會受到側向的振動力。由於限位裝置的剛度很大，側向振動力一般得不到衰減。另一方面，側向力會導致限位裝置的磨損，最終影響電流變隔振器的可靠性。
經對現有技術的文獻檢索發現，中國專利號200420001018.5，發明名稱金屬殼式電流變隔振器。該專利的內筒和外筒固定安裝在電流變隔振器的底座上，內筒和外筒上端用蓋板密封和緊固；內筒中有活塞，活塞和內筒之間用密封環構成動密封；活塞在內筒中上下活動使電流變液經電流變隔振器底部的正、負電極構成的平板縫隙在內筒和內、筒之間的空間來回流動。該電流變隔振器的正、負電極的間距固定，電極間有均勻的電場強度。但是，活塞和內筒之間的動密封設置使電流變隔振器只有極其微小的側向活動間隙。一旦密封環完全壓縮，活塞和內筒將相互接觸和磨損，並且對側向振動力沒有衰減作用。此外，隔振器蓋板中心圓孔和其中的活塞杆的間隙也非常有限，在側向力的作用下也會導致類似的結果。

發明內容
本發明針對現有技術的不足，提供一種萬向電流變隔振器，使其實現萬向運動，並具備軸向和側向減振能力。
本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括電流變隔振器底座、卡簧、密封圈、橡膠殼體、上蓋板、負電極基座、環形電極片、彈簧、四氟滑動軸承、正電極基座、金屬圓片、環氧樹脂、覆銅板和下蓋板。其中，電流變隔振器底座、卡簧、密封圈、橡膠殼體、上蓋板和下蓋板構成整個電流變隔振器的殼體。下蓋板壓緊至電流變隔振器底座上，然後用卡簧固定。密封圈被下蓋板壓縮後發生彈性變形，從而起到密封的作用。正電極基座的底部為球形面。負電極基座和正電極基座有四氟滑動軸承，四氟滑動軸承起到正、負環形電極片徑向定位的作用。負電極基座和正電極基座之間有彈簧，使正電極基座底部和電流變隔振器的下蓋板中金屬圓片的上表面始終保持接觸，同時也使負電極基座底部和電流變隔振器的上蓋板下表面始終保持可靠的接觸。負電極基座經上蓋板接地，正電極基座經金屬圓片和覆銅板連接到高壓可控電源。覆銅板上的銅箔和下蓋板保持可靠的絕緣距離，二者的間隙用環氧樹脂填充。
負電極基座和正電極基座上均設有六片環形電極片，負電極基座上的六片環形電極片和正電極基座上的環形電極片電極保持精確距離。上蓋板帶動負電極基座運動，負電極基座上的六片環形電極片剪切和推動電流變液，產生阻尼力。正、負電極基座之間有彈簧，電流變隔振器的剛度由內部彈簧和外部橡膠殼體提供。
與現有技術相比，本發明正電極基座的底部為球形面，當電流變隔振器受到豎直方向的作用力時，正電極基座的底部支撐點和金屬圓片的相對位置保持不變，電流變隔振器在豎直方向作壓縮和恢復運動，衰減豎直方向的振動能量或振動力；當電流變隔振器受到非豎直方向的作用力時，正電極基座的底部支撐點能夠在下蓋板中間的金屬圓片的上表面滑動或者以支撐點為圓心轉動，電流變隔振器在振動力的作用下轉向振動力方向，並在該方向作壓縮和恢復運動，衰減該方向的振動能量或振動力。因此，本發明運動方向能夠和振動力的方向保持一致，具備萬向隔振功能，不僅能夠衰減豎直方向的振動，而且能夠衰減側向的振動。同時，電流變隔振器只有電流變隔振器底座、密封圈和下蓋板構成的靜密封，電流變液的密封性好。本發明安全性和可靠性高，有利於實用化推廣和工業化生產。


圖1本發明整體結構示意圖具體實施方式
如圖1所示，本發明包括包括電流變隔振器底座1、卡簧2、密封圈3、橡膠殼體4、上蓋板5、負電極基座6、環形電極片7、彈簧8、四氟滑動軸承9、正電極基座10、金屬圓片11、環氧樹脂12、覆銅板13和下蓋板14。電流變隔振器底座1、卡簧2、密封圈3、橡膠殼體4、上蓋板5和下蓋板14構成整個電流變隔振器的殼體，下蓋板14壓緊至電流變隔振器底座1上，並用卡簧2固定、通過密封圈3密封，負電極基座6和正電極基座10通過四氟滑動軸承9連接並定位，負電極基座6和正電極基座10之間有彈簧8，負電極基座6經上蓋板5接地，上蓋板5帶動負電極基座6運動，正電極基座10經金屬圓片11和覆銅板13連接到高壓可控電源，覆銅板13上的銅箔和下蓋板14保持可靠的絕緣距離，二者的間隙用環氧樹脂12填充。負電極基座6和正電極基座10上均設有六片環形電極片7。
負電極基座6上的六片環形電極片7和正電極基座10上的六片環形電極片7保持0.5毫米的精確距離。整個電流變隔振器殼體內充滿電流變液，上蓋板5帶動負電極基座6運動，負電極基座6上的六片環形電極片7剪切和推動電流變液，產生阻尼力。
正電極基座10和負電極基座6之間有彈簧8，電流變隔振器的剛度由內部彈簧8和外部橡膠殼體4提供。
通過設置彈簧8，負電極基座6底部和電流變隔振器的上蓋板5下表面始終保持接觸，同時正電極基座10底部和電流變隔振器的下蓋板14上表面始終保持接觸。
正電極基座10的下部是球面，當電流變隔振器受到豎直方向的作用力時，正電極基座10的底部支撐點和金屬圓片11的相對位置保持不變；當電流變隔振器受到非豎直方向的作用力時，下電極基座10的底部支撐點在金屬圓片11上表面滑動或者以支撐點為圓心轉動。
本發明能夠在振動力的作用下能夠轉向振動力方向，衰減該方向的振動能量或振動力，因此具備萬向隔振功能。同時，電流變隔振器只有電流變隔振器底座1、密封圈3和下蓋板14構成的靜密封，電流變液的密封性好。
權利要求
1.一種萬向電流變隔振器，包括密封圈(3)、橡膠殼體(4)、上蓋板(5)、下蓋板(14)，其特徵在於，還包括電流變隔振器底座(1)、卡簧(2)、負電極基座(6)、環形電極片(7)、彈簧(8)、四氟滑動軸承(9)、正電極基座(10)、金屬圓片(11)、環氧樹脂(12)、覆銅板(13)，電流變隔振器底座(1)、卡簧(2)、密封圈(3)、橡膠殼體(4)、上蓋板(5)和下蓋板(14)構成整個電流變隔振器的殼體，下蓋板(14)壓緊至電流變隔振器底座(1)上，並用卡簧(2)固定，密封圈(3)被下蓋板壓縮後發生彈性變形，從而起到密封的作用，負電極基座(6)和正電極基座(10)有四氟滑動軸承(9)，負電極基座(6)和正電極基座(10)之間有彈簧(8)，正電極基座(10)的底部是球形面，正電極基座(10)經金屬圓片(11)和覆銅板(13)連接到高壓可控電源，覆銅板(13)上的銅箔和下蓋板(14)保持可靠的絕緣距離，二者的間隙用環氧樹脂(12)填充，負電極基座(6)和正電極基座(10)上均設有六片環形電極片(7)。
2.根據權利要求1所述的萬向電流變隔振器，其特徵是，負電極基座(6)上的六片環形電極片(7)和正電極基座(10)上的六片環形電極片(7)保持0.5毫米的距離。
3.根據權利要求1或者2所述的萬向電流變隔振器，其特徵是，所述的負電極基座(6)經上蓋板(5)接地，上蓋板(5)帶動負電極基座(6)運動，整個電流變隔振器殼體內充滿電流變液，負電極基座(6)上的六片環形電極(7)剪切和推動電流變液，產生阻尼力。
4.根據權利要求1所述的萬向電流變隔振器，其特徵是，彈簧(8)使負電極基座(6)底部和電流變隔振器的上蓋板(5)下表面始終保持接觸，同時也使正電極基座(10)底部和電流變隔振器的下蓋板(14)中的金屬圓片(11)的上表面始終保持接觸。
5.根據權利要求1或者4所述的萬向電流變隔振器，其特徵是，所述的正電極基座(10)的底部是球形面，當電流變隔振器受到豎直方向的作用力時，正電極基座(10)的底部支撐點和金屬圓片(11)的相對位置保持不變；當電流變隔振器受到非豎直方向的作用力時，正電極基座(10)的底部支撐點在金屬圓片(11)上表面滑動或者以支撐點為圓心轉動。
6.根據權利要求1所述的萬向電流變隔振器，其特徵是，電流變隔振器底座(1)、密封圈(3)和下蓋板(14)構成靜密封。
全文摘要
一種機械技術領域的萬向電流變隔振器，包括電流變隔振器底座、卡簧、密封圈、橡膠殼體、上蓋板、負電極基座、環形電極片、彈簧、四氟滑動軸承、正電極基座、金屬圓片、環氧樹脂、覆銅板和下蓋板。電流變隔振器底座、卡簧、密封圈、橡膠殼體、上蓋板和下蓋板構成整個殼體；下蓋板壓緊至電流變隔振器底座上，並用卡簧固定；密封圈被下蓋板壓縮後發生彈性變形，從而起到密封的作用；負電極基座和正電極基座有四氟滑動軸承，兩者之間有彈簧，覆銅板上的銅箔和下蓋板保持可靠的絕緣距離，二者的間隙用環氧樹脂填充，負電極基座和正電極基座上均設有六片環形電極片。本發明具備萬向隔振功能，安全性和可靠性高，有利於實用化推廣和工業化生產。
文檔編號F16F13/00GK1737402SQ20051002841
公開日2006年2月22日 申請日期2005年8月4日 優先權日2005年8月4日
發明者陳樂生, 裘揆, 陳大躍, 謝國權 申請人:上海交通大學