一種圓筒式電磁阻尼器的製作方法

2023-12-10 15:35:07

專利名稱：一種圓筒式電磁阻尼器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種阻尼器，具體涉及一種圓筒式電磁阻尼器。
背景技術：
當機械結構受到外載荷作用時，將會產生振動。人們可利用振動進行輸送，篩分，破碎，監測診斷等，這樣會對工業、農業、國防以及人們的生活等許多方面提供便利。然而，在高、精、尖等技術領域，機械振動會造成結構破壞失效，精度下降，壽命縮短以及出現傷亡事故。例如，火箭發射時，衝擊載荷可能會造成的結構破壞，發射精度降低；汽車行駛時，路面的粗糙不平使其舒適性降低；儀器儀表的振動會導致其測量精度等。阻尼器可以在一定的程度上增加結構的阻尼係數，因此，被廣泛的應用於結構抑振、減振中。由於智能材料與結構(如電(磁)流變材料，壓電材料，磁致伸縮材料，形狀記憶合金，電磁結構等)具有較好的機電耦合特性，已經被廣泛的應用於結構抑振、減振中。電磁 阻尼結構已經有應用于振動的主、被動控制中的相關理論，近年來，永磁體的性能也取得了一定的發展，設計出實現功能要求的阻尼器相對容易，然而，在滿足使用要求的情況下，使電磁阻尼器的機電耦合特性大，結構小，且能適用於多種場合，就顯得比較困難。

發明內容
為了克服上述現有技術存在的問題，本發明的目的在於提供一種圓筒式電磁阻尼器，採用本發明結構具有較高的機電耦合特性，可用於隔振，緩衝等工作場合，並具有結構 簡單，作動力大，使用方便，成本低，應用範圍廣的特點。為了實現上述目的，本發明採用的技術方案是一種圓筒式電磁阻尼器，包括中心軸1，在中心軸I外壁軸向依次設置有η組同極正對的環形永磁體堆3，所述η為大於等於2的整數，所述環形永磁體堆3間設置有鐵磁性墊片12，所述環形永磁體堆3沿中心軸I軸向兩端通過第一緊固螺母10和第二緊固螺母15鎖緊在中心軸I上，在所述環形永磁體堆3外設置有外薄壁圓筒5，且外薄壁圓筒5和環形永磁體堆3之間留有間隙，在外薄壁圓筒5兩端及中心軸I外壁徑向固定有第一蓋體9和第二蓋體16。在所述環形永磁體堆3和外薄壁圓筒5間設置有兩端和中心軸I固定的內薄壁圓筒6，且在環形永磁體堆3和內薄壁圓筒6之間留有間隙，所述內薄壁圓筒6外壁沿軸向帶有多個等間隔的凸臺13，在凸臺13間纏繞有電磁線圈4。當結構需要承受彈性支撐力時，在所述第一緊固螺母10和第二緊固螺母15與第一蓋體9和第二蓋體16間分別設置有第一彈簧7和第二彈簧2。所述第一彈簧7和第二彈簧2的剛度係數相同。在所述環形永磁體堆3的兩端與第一緊固螺母10和第二緊固螺母15間分別設置有第一墊片11和第二墊片14，所述第一墊片11和第二墊片14的直徑大於第一緊固螺母10和第二緊固螺母15的直徑。
所述外薄壁圓筒5的材料為鐵磁性材料，所述中心軸I的材料為非導磁性材料。所述內薄壁圓筒6與環形永磁體堆3間的間隙為O. 5 3. 0mm。本發明和現有技術相比，具有如下優點I、由於環形永磁體堆3同極正對設置，使兩組環形永磁體堆3間的徑向磁感應強度增大，且環形永磁體堆3和外薄壁圓筒5間的間隙很小，這樣能夠提高本發明阻尼器的機電耦合特性；可以根據需要調整電磁線圈4的個數來調整本發明阻尼器的阻尼力；2、在所述環形永磁體堆3和外薄壁圓筒5間設置有內薄壁圓筒6，薄壁圓筒6外壁沿軸向帶有多個等間隔的凸臺13，在凸臺13間纏繞有電磁線圈4，進一步提高了本發明阻尼器的機電耦合特性，且電磁線圈4可與不同的電氣元件相接組成相應的閉合迴路，提高本發明的可控性和實用性；3、本發明阻尼器可以根據需要，在第一緊固螺母10和第二緊固螺母15與第一蓋 體9和第二蓋體16間分別設置有第一彈簧7和第二彈簧2，使使用本發明阻尼器的結構能夠承受彈性支撐力，可作為一種隔振或緩衝擊元件；本發明第一彈簧7和第二彈簧2的剛度係數相同，為結構的動力學特性的穩定性提供了保證；4、本發明在環形永磁體堆3的兩端與第一緊固螺母10和第二緊固螺母15間設置有第一墊片11和第二墊片14，保證了環形永磁體堆3的定位精度；5、本發明中心軸I的材料為非導磁性材料，外薄壁圓筒5的材料為鐵磁性材料，減小了磁場在外薄壁圓筒5外的磁漏，且還可以在外薄壁圓筒5形成渦電流，可提高本發明阻尼器的機電耦合特性；6、本發明結構簡單，作動力大，使用方便，成本低，應用範圍廣。


附圖為本發明的剖面圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的結構原理和工作原理進一步詳細說明。如附圖所述，本發明一種圓筒式電磁阻尼器，包括中心軸1，在中心軸I外壁軸向依次設置有η組同極正對的環形永磁體堆3，所述η為大於等於2的整數，所述環形永磁體堆3間設置有鐵磁性墊片12，所述環形永磁體堆3沿中心軸I軸向兩端通過第一緊固螺母10和第二緊固螺母15鎖緊在中心軸I上，在所述環形永磁體堆3外設置有外薄壁圓筒5，且外薄壁圓筒5和環形永磁體堆3之間留有間隙，在外薄壁圓筒5兩端及中心軸I外壁徑向設置有通過螺栓8固定的第一蓋體9和第二蓋體16。優選的，在所述環形永磁體堆3和外薄壁圓筒5間設置有兩端和中心軸I固定的內薄壁圓筒6，且在環形永磁體堆3和內薄壁圓筒6之間留有間隙，所述內薄壁圓筒6外壁沿軸向帶有多個等間隔的凸臺13，在凸臺13間纏繞有電磁線圈4。當結構需要承受彈性支撐力時，在所述第一緊固螺母10和第二緊固螺母15與第一蓋體9和第二蓋體16間分別設置有剛度係數相同的第一彈簧7和第二彈簧2。優選的，在所述環形永磁體堆3的兩端與第一緊固螺母10和第二緊固螺母15間分別設置有第一墊片11和第二墊片14，所述第一墊片11和第二墊片14的直徑大於第一緊固螺母10和第二緊固螺母15的直徑。優選的，所述外薄壁圓筒5的材料為鐵磁性材料，所述中心軸I的材料為非導磁性材料。優選的，所述內薄壁圓筒6與環形永磁體堆3間的間隙為O. 5 3. 0mm。本發明的工作原理是使用時，將中心軸I的一端和被控結構相接，在第一蓋體9的中心開有內螺紋孔，使其和振源相接，則整個結構構成閉環。當外薄壁圓筒5與中心軸I之間產生相對運動時，外薄壁圓筒5內部將產生渦電流，從而產生與運動方向相反的阻尼力；當阻尼器結構中設置有電磁線圈4時，可將某一耗能元件或者儲能元件與電磁線圈4串聯以形成閉和迴路，當環形永磁體堆3和電磁線圈4之間產生相對運動時，每個電磁線圈4的兩端會產生感應電動勢,並在相應的閉合迴路中產生感應電流,這樣,根據安培力定理， 電磁線圈4與環形永磁體堆3之間會產生與運動方向相反的安培力。這樣，振動的能量將會轉換成電能，耗散與相應的電路中，從而實現振動控制。
權利要求
1.一種圓筒式電磁阻尼器,其特徵在於包括中心軸(1)，在中心軸(I)外壁軸向依次設置有η組同極正對的環形永磁體堆(3)，所述η為大於等於2的整數，所述環形永磁體堆(3)間設置有鐵磁性墊片(12)，所述環形永磁體堆(3)沿中心軸(I)軸向兩端通過第一緊固螺母(10)和第二緊固螺母(15)鎖緊在中心軸(I)上，在所述環形永磁體堆(3)外設置有外薄壁圓筒(5)，且外薄壁圓筒(5)和環形永磁體堆(3)之間留有間隙，在外薄壁圓筒(5)兩端及中心軸(I)外壁徑向固定有第一蓋體(9)和第二蓋體(16)。
2.根據權利要求I所述的圓筒式電磁阻尼器，其特徵在於在所述環形永磁體堆(3)和外薄壁圓筒(5)間設置有兩端和中心軸(I)固定的內薄壁圓筒(6)，且在環形永磁體堆(3)和內薄壁圓筒(6)之間留有間隙，所述內薄壁圓筒(6)外壁沿軸向帶有多個等間隔的凸臺(13)，在凸臺(13)間纏繞有電磁線圈(4)。
3.根據權利要求I或2所述的圓筒式電磁阻尼器，其特徵在於當結構需要承受彈性支撐力時，在所述第一緊固螺母(10)和第二緊固螺母(15)與第一蓋體(9)和第二蓋體(16)間分別設置有第一彈簧(7 )和第二彈簧(2 )。
4.根據權利要求3所述的圓筒式電磁阻尼器，其特徵在於所述第一彈簧(7)和第二彈簧(2)的剛度係數相同。
5.根據權利要求I或2所述的圓筒式電磁阻尼器，其特徵在於在所述環形永磁體堆(3)的兩端與第一緊固螺母(10)和第二緊固螺母(15)間分別設置有第一墊片(11)和第二墊片(14)，所述第一墊片(11)和第二墊片(14)的直徑大於第一緊固螺母(10)和第二緊固螺母(15)的直徑。
6.根據權利要求I或2所述的圓筒式電磁阻尼器，其特徵在於所述外薄壁圓筒(5)的材料為鐵磁性材料，所述中心軸(I)的材料為非導磁性材料。
7.根據權利要求2所述的圓筒式電磁阻尼器，其特徵在於所述內薄壁圓筒(6)與環形永磁體堆(3)間的間隙為O. 5 3. 0_。
全文摘要
一種圓筒式電磁阻尼器，包括中心軸，在中心軸外壁軸向依次設置有n組同極正對的環形永磁體堆，n為大於等於2的整數，環形永磁體堆間設置有鐵磁性墊片，環形永磁體堆沿中心軸軸向兩端通過第一緊固螺母和第二緊固螺母鎖緊在中心軸上，在環形永磁體堆外設置有和其間留有間隙的外薄壁圓筒，在外薄壁圓筒兩端及中心軸外壁徑向固定有第一蓋體和第二蓋體，優選的，在環形永磁體堆和外薄壁圓筒間設置有和其間留有間隙的兩端和中心軸固定的內薄壁圓筒，內薄壁圓筒外壁沿軸向帶有多個等間隔的凸臺，在凸臺間纏繞有電磁線圈；採用本發明結構具有較高的機電耦合特性，且具有隔振，緩衝的特性，結構簡單，作動力大，使用方便，成本低，應用範圍廣。
文檔編號F16F6/00GK102705414SQ20121016139
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月23日 優先權日2012年5月23日
發明者嚴博, 張希農, 羅亞軍, 邊鵬飛 申請人:西安交通大學