大阻尼力磁流變阻尼器的製造方法

2023-12-06 14:14:01

大阻尼力磁流變阻尼器的製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大阻尼力磁流變阻尼器，涉及通過改變流體粘稠性調整阻尼性質的裝置【技術領域】。包括阻尼缸筒、活塞、活塞杆、線圈組件和磁流變液，所述阻尼缸筒包括缸底、浮動活塞、上蓋、內層缸筒和外層缸筒，所述外層缸筒設有三個以上且為奇數個，外層缸筒之間間隔設置，所述內層缸筒的下端部設有通流孔，上蓋設有通流腔，所述通流腔的一端與內層缸筒內腔連通，通流腔的另一端與最外側的兩個外層缸筒之間的磁流變液通道連通，除最外側的外層缸筒外，其餘外層缸筒均設有通流孔，活塞在內層缸筒的通流孔與上蓋之間做往復運動時，磁流變液依次流經內層缸筒與外層缸筒間隔設置的多個環狀通道。所述阻尼器具有外形尺寸小，阻尼力大的特點。
【專利說明】大阻尼力磁流變阻尼器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及通過改變流體粘稠性調整阻尼性質的裝置【技術領域】。

【背景技術】
[0002]磁流變阻尼器是基於磁流變液可控特性的一種新型阻尼器，具有溫度適應性強、響應速度快、體積小、阻尼力調節範圍寬和能耗低等優點，是一種理想的半主動控制阻尼器件，在振動控制領域具有廣泛的應用前景。
[0003]常見的磁流變阻尼器線圈置於工作缸內，活塞上設置環狀通道或者活塞與缸體之間設置環狀通道，工作時磁流變液從環狀通道流過產生阻尼力。電磁線圈通電時環狀通道內產生垂直於磁流變液流動方向的磁場，調節磁場強度就可以控制磁流變液流變特性，改變流動阻力，實現磁流變阻尼器的阻尼力調節，當磁場達到飽和時，磁流變阻尼器的阻尼力達到最大。要提高上述結構磁流變阻尼器的最大阻尼力可以通過增大缸體內徑、減小環狀通道間隙和採用多級活塞等措施，但會帶來以下幾點缺陷:(1)增大缸體內徑會使磁流變阻尼器的外形尺寸增大；(2)減小環狀通道間隙會顯著增加零磁場時的阻尼力，影響振動控制效果；(3)採用多級活塞結構提高阻尼力時，會增大活塞的軸向尺寸，在安裝尺寸一定的情況下，會減小活塞的有效行程。
[0004]申請號為201210172222.2的專利文獻公開了一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，但是上述專利文件存在的缺點在於:當需要較大的阻尼力時，外形尺寸也會增大。
實用新型內容
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種大阻尼力磁流變阻尼器，所述阻尼器具有外形尺寸小，阻尼力大特點。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型所採取的技術方案是:一種大阻尼力磁流變阻尼器，包括阻尼缸筒、活塞、活塞杆、線圈組件和磁流變液，所述線圈組件固定在所述阻尼缸筒的外側，所述阻尼缸筒包括缸底、浮動活塞、上蓋、內層缸筒和外層缸筒，所述浮動活塞、上蓋和內層缸筒間形成磁流變液腔，所述內層缸筒與多個外層缸筒間設置磁流變液通道，所述缸底、浮動活塞和內層缸筒之間形成氣體蓄能腔，用於補償活塞杆伸縮時磁流變液腔的體積變化，其特徵在於:
[0007]所述外層缸筒設有三個以上且為奇數個，所述內層缸筒的下端部設有通流孔，上蓋上設有通流腔，外層缸筒之間間隔設置，所述通流腔的一端與內層缸筒內腔連通，通流腔的另一端與最外側兩個外層缸筒之間的磁流變液通道連通，除最外側的外層缸筒外，其餘外層缸筒均設有通流孔，活塞在內層缸筒的通流孔與上蓋之間做往復運動，當活塞向上運動時，磁流變液依次流經上蓋的通流腔及外層缸筒間設置的環狀通道，而後流經內層缸筒與外層缸筒之間的環狀通道，再經內層缸筒的通流孔進入內層缸筒的下腔，所述內層缸筒和外層缸筒上均設有導磁段。
[0008]進一步的技術方案在於:所述外層缸筒設有三個，分別為第一外層缸筒、第二外層缸筒和第三外層缸筒；第一外層缸筒的上端部為不導磁段，下端部為不導磁段，中部為導磁段和不導磁段間隔設置的結構；第二外層缸筒的上端部為不導磁段，下端部為不導磁段，中部為導磁段和不導磁段間隔設置的結構；第三外層缸筒上端部為不導磁段，下端部為不導磁段，中部為導磁段和不導磁段間隔設置的結構；第一外層缸筒、第二外層缸筒和第三外層缸筒的導磁段和不導磁段之間焊接連接。
[0009]進一步的技術方案在於:所述第一外層缸筒的通流孔設置於上端部；所述第二外層缸筒的通流孔設置於下端部；所述第三外層缸筒的側壁是封閉的。
[0010]進一步的技術方案在於:所述線圈組件包括導磁套筒、導磁環、電磁線圈和線圈纏繞體，若干個電磁線圈位於所述線圈纏繞體的外側，電磁線圈之間通過導磁環進行分隔，導磁套筒、兩個導磁環和線圈纏繞體之間形成的環狀腔體結構將單個電磁線圈封閉，所述線圈組件上、下端部的導磁環與所述線圈纏繞體固定連接，所述導磁套筒上設有電磁線圈引出孔，相鄰電磁線圈串聯連接。
[0011]進一步的技術方案在於:所述線圈組件上、下端部的導磁環設有螺紋通孔，所述線圈纏繞體的上、下端部設有光孔，線圈組件通過緊固螺釘穿過螺紋通孔及光孔與阻尼缸筒固定連接。
[0012]進一步的技術方案在於:所述線圈纏繞體的結構與第一外層缸筒、第二外層缸筒和第三外層缸筒的中部結構相對應，線圈纏繞體為導磁段與不導磁段間隔設置的焊接結構，線圈纏繞體上的導磁段和不導磁段的長度與外層缸筒上的導磁段和不導磁段的長度分別一致。
[0013]進一步的技術方案在於:所述內層缸筒、第一外層缸筒的導磁段、第二外層缸筒的導磁段、第三外層缸筒的導磁段、線圈纏繞體的導磁段、導磁環和導磁套筒的製作材料為高磁導率軟磁材料，第一外層缸筒、第二外層缸筒、第三外層缸筒和線圈纏繞體的不導磁段米用不導磁材料製作。
[0014]採用上述技術方案所產生的有益效果在於:所述阻尼器上的外層缸筒設有若干個，電磁線圈通電時，會在內層缸筒、各外層缸筒上導磁段位置間隔設置的磁流變液通道內產生有效的磁場，形成磁流變效應，活塞運動時，磁流變液要通過各層缸筒之間的多個環狀通道上下蛇形流動，會產生較大的阻尼力；同時所述阻尼器的外徑尺寸變化不大，因而設計大阻尼力磁流變阻尼器時，本方案的外形尺寸較小。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細的說明。
[0016]圖1是本實用新型的結構示意圖；
[0017]圖2是圖1中阻尼缸筒的剖視結構示意圖；
[0018]圖3是圖1中內層缸筒的剖視結構示意圖；
[0019]圖4是圖1中第一外層缸筒的剖視結構示意圖；
[0020]圖5是圖1中第二外層缸筒的剖視結構示意圖；
[0021]圖6是圖1中第三外層缸筒的剖視結構示意圖；
[0022]圖7是圖1中上蓋的剖視結構示意圖；
[0023]圖8是圖1中線圈組件的剖視結構示意圖；
[0024]圖9是圖8中線圈纏繞體的剖視結構示意圖；
[0025]圖10是圖8中導磁套筒的剖視結構示意圖；
[0026]圖11是圖8中線圈組件端部導磁環的剖視結構示意圖；
[0027]圖12是本實用新型中磁路形成原理圖；
[0028]其中:1、缸底耳環2、缸底3、缸底密封4、浮動活塞5、浮動活塞密封6、活塞
7、活塞密封8、活塞杆9、上蓋 91、通流腔10、上蓋密封11、活塞杆耳環12、內層缸筒13、第一外層缸筒 14、第二外層缸筒15、第三外層缸筒16、線圈組件161、線圈纏繞體1613、光孔162、電磁線圈163、導磁環1631、螺紋通孔164、導磁套筒1641、電磁線圈引出孔 165、緊固螺釘 121 ;131 ;141、通流孔 133 ;143 ;152 ;1612、導磁段 132 ；134 ；135 ；142 ；144 ；145 ；151 ；153 ；154 ;1611、不導磁段。

【具體實施方式】
[0029]下面結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本實用新型中的實施例，本領域技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本實用新型保護的範圍。
[0030]下面的描述闡述了很多具體細節以便於充分理解本實用新型，但是本實用新型還可以採用不同於在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下做類似推廣，因此本實用新型不受下面公開的具體實施例的限制。
實施例
[0031]如圖1、2所示，一種大阻尼力磁流變阻尼器，包括阻尼缸筒、活塞6、活塞杆8、線圈組件16和磁流變液，所述線圈組件16固定在所述阻尼缸筒的外側，所述阻尼缸筒包括缸底
2、浮動活塞4、上蓋9、內層缸筒12和外層缸筒，所述浮動活塞4、上蓋9和內層缸筒12間形成磁流變液腔，所述阻尼缸筒設有磁流變液流動通道，缸底2、浮動活塞4和內層缸筒12之間形成氣體蓄能腔，用於補償活塞杆8伸縮時磁流變液腔的體積變化，以上內容是與現有技術相同的，在此不作贅述。
[0032]本實用新型不同於現有技術的特徵在於:所述外層缸筒設有三個以上且為奇數個，比如可以為三個、五個或七個等等，在本實施例中，如圖2所示，所述外層缸筒設有三個。如圖3所示，所述內層缸筒12的下端部設有通流孔121，如圖7所示，上蓋9設有通流腔91，外層缸筒之間間隔設置，所述通流腔91的一端與內層缸筒內腔連通，通流腔91的另一端與最外側的兩個外層缸筒之間的磁流變液通道連通，除最外側的外層缸筒外，其餘外層缸筒均設有通流孔，活塞6在內層缸筒12的通流孔121與上蓋9之間做往復運動。
[0033]當活塞6向上運動時，活塞6上部的磁流變液通過上蓋9上的通流腔91流到第三外層缸筒15與第二外層缸筒14之間的磁流變液通道中，然後磁流變液通過第二外層缸筒14下端部的通流孔141流向第二外層缸筒14與第一外層缸筒13之間的磁流變液通道中，然後磁流變液通過第一外層缸筒13上端部的通流孔131流向第一外層缸筒13與內層缸筒12之間的磁流變液通道中，最後磁流變液通過內層缸筒12下端部的通流孔121流向活塞6與浮動活塞4之間的磁流變液腔內；當活塞6向下運動時，磁流變液的流向與活塞6向上運動時的流向相反。
[0034]如圖4所示，第一外層缸筒13的上端部為不導磁段132，下端部為不導磁段135，中部為導磁段133和不導磁段134間隔設置的結構；如圖5所示，第二外層缸筒14的上端部為不導磁段142，下端部為不導磁段145，中部為導磁段143和不導磁段144間隔設置的結構；如圖6所示，第三外層缸筒15上端部為不導磁段151，下端部為不導磁段154，中部為導磁段152和不導磁段153間隔設置的結構；第一外層缸筒13、第二外層缸筒14和第三外層缸筒15的導磁段和不導磁段之間焊接連接。如圖4、5、6所示，所述第一外層缸筒13的通流孔131設置於上端部；所述第二外層缸筒14的通流孔141設置於下端部；所述第三外層缸筒15的側壁是封閉的,用於封閉磁流變液。
[0035]如圖8、10所示,所述線圈組件16包括線圈纏繞體161、電磁線圈162、導磁環163和導磁套筒164，若干個電磁線圈162位於所述線圈纏繞體161的外側，相鄰的電磁線圈162通過導磁環163分隔，導磁套筒164、兩個導磁環163和線圈纏繞體161之間形成的環狀腔體結構將單個電磁線圈162封閉，所述線圈組件16上、下端部的導磁環163通過緊固螺釘165與所述線圈纏繞體161固定連接，在所述導磁套筒164上設有電磁線圈引出孔1641，相鄰電磁線圈串聯連接。
[0036]如圖9所示，所述線圈纏繞體161的結構與第一外層缸筒13、第二外層缸筒14和第三外層缸筒15的中部結構相對應,線圈纏繞體161為導磁段1612與不導磁段1611間隔設置的焊接結構，線圈纏繞體161上的導磁段1612和不導磁段1611的長度與外層缸筒上的導磁段和不導磁段的長度分別一致。
[0037]如圖9、11所示,所述線圈組件16上、下端部的導磁環163上設有螺紋通孔1631,所述線圈纏繞體161的上、下端部設有光孔1613，線圈組件16通過緊固螺釘165穿過螺紋通孔1631、光孔1613與阻尼缸筒固定連接。
[0038]在本實用新型中，內層缸筒12、第一外層缸筒13的導磁段133、第二外層缸筒14的導磁段143、第三外層缸筒15的導磁段152、線圈纏繞體161的導磁段1612、導磁環163和導磁套筒164的製作材料為高磁導率軟磁材料，第一外層缸筒13、第二外層缸筒14、第三外層缸筒15和線圈纏繞體161的不導磁段採用不導磁材料製作。
[0039]如圖12所示，所述阻尼器上的外層缸筒設有若干個，電磁線圈通電時，會在內層缸筒、各外層缸筒上的導磁段位置間隔設置的多個磁流變液通道內產生有效的磁場，形成磁流變效應，活塞運動時，磁流變液要通過各層缸筒之間的多個環狀通道流動，會產生較大的阻尼力。
【權利要求】
1.一種大阻尼力磁流變阻尼器，包括阻尼缸筒、活塞(6)、活塞杆(8)、線圈組件(16)和磁流變液，所述線圈組件(16)固定在所述阻尼缸筒的外側，所述阻尼缸筒包括缸底(2)、浮動活塞(4)、上蓋(9)、內層缸筒(12)和外層缸筒，所述浮動活塞(4)、上蓋(9)和內層缸筒(12)間形成磁流變液腔，所述內層缸筒與外層缸筒間設置多個磁流變液流動通道，缸底(2)、浮動活塞(4)和內層缸筒(12)之間形成氣體蓄能腔，用於補償活塞杆(8)伸縮時磁流變液腔的體積變化，其特徵在於: 所述外層缸筒設有三個以上且為奇數個，所述內層缸筒(12)的下端部設有通流孔(121)，上蓋(9)設有通流腔(91)，外層缸筒之間間隔設置，所述通流腔(91)的一端與內層缸筒(12)的內腔連通，通流腔(91)的另一端與最外側兩個外層缸筒之間的磁流變液通道連通，除最外側的外層缸筒外，其餘外層缸筒均設有通流孔，活塞(6 )在內層缸筒(12 )的通流孔(121)與上蓋(9 )之間做往復運動，當活塞向上運動時，磁流變液經通流腔(91)依次流經外層缸筒間設置的環狀通道，而後流經內層缸筒(12)與外層缸筒之間的環狀通道，再經內層缸筒(12)的通流孔(121)進入內層缸筒(12)的下腔，所述內層缸筒(12)和外層缸筒上均設有導磁段。
2.根據權利要求1所述的大阻尼力磁流變阻尼器，其特徵在於:所述外層缸筒設有三個，分別為第一外層缸筒(13)、第二外層缸筒(14)和第三外層缸筒(15);第一外層缸筒(13)的上端部為不導磁段(132)，下端部為不導磁段(135)，中部為導磁段(133)和不導磁段(134)間隔設置的結構；第二外層缸筒(14)的上端部為不導磁段(142)，下端部為不導磁段(145)，中部為導磁段(143)和不導磁段(144)間隔設置的結構；第三外層缸筒(15)上端部為不導磁段(151)，下端部為不導磁段(154)，中部為導磁段(152)和不導磁段(153)間隔設置的結構；第一外層缸筒(13)、第二外層缸筒(14)和第三外層缸筒(15)的中部導磁段和中部不導磁段的長度分別相同；第一外層缸筒(13)、第二外層缸筒(14)和第三外層缸筒(15)導磁段和不導磁段之間焊接連接。
3.根據權利要求2所述的大阻尼力磁流變阻尼器，其特徵在於:所述第一外層缸筒(13)的通流孔(131)設置於上端部；所述第二外層缸筒(14)的通流孔(141)設置於下端部；所述第三外層缸筒(15)的側壁是封閉的。
4.根據權利要求3所述的大阻尼力磁流變阻尼器，其特徵在於:所述線圈組件(16)包括線圈纏繞體(161 )、電磁線圈(162)、導磁環(163)和導磁套筒(164),若干個電磁線圈(162)位於所述線圈纏繞體(161)的外側，相鄰的電磁線圈(162)通過導磁環(163)分隔，導磁套筒(164)、兩個導磁環(163)和線圈纏繞體(161)之間形成的環狀腔體結構將單個電磁線圈(162)封閉，所述線圈組件(16)上、下端部的導磁環(163)與所述線圈纏繞體(161)通過緊固螺釘(165)固定連接，所述導磁套筒(164)上設有電磁線圈引出孔(1641)，相鄰的電磁線圈(162)串聯連接。
5.根據權利要求4所述的大阻尼力磁流變阻尼器，其特徵在於:所述線圈組件(16)上、下端部的導磁環(163)上設有螺紋通孔(1631 )，所述線圈纏繞體(161)的上、下端部設有光孔(1613)，線圈組件(16)通過緊固螺釘(165)穿過螺紋通孔(1631)、光孔(1613)與阻尼缸筒固定連接。
6.根據權利要求4所述的大阻尼力磁流變阻尼器，其特徵在於:所述線圈纏繞體(161)的結構與第一外層缸筒(13)、第二外層缸筒(14)和第三外層缸筒(15)的中部結構相對應，線圈纏繞體(161)為導磁段(1612)與不導磁段(1611)間隔設置的焊接結構，線圈纏繞體(161)上的導磁段(1612)和不導磁段(1611)的長度與外層缸筒上導磁段和不導磁段的長度分別一致。
7.根據權利要求6所述的大阻尼力磁流變阻尼器，其特徵在於:內層缸筒(12)、第一外層缸筒(13)的導磁段(133)、第二外層缸筒(14)的導磁段(143)、第三外層缸筒(15)的導磁段(152)、線圈纏繞體(161)的導磁段(1612)、導磁環(163)和導磁套筒(164)的製作材料為高磁導率軟磁材料，第一外層缸筒(13)、第二外層缸筒(14)、第三外層缸筒(15)和線圈纏繞體(161)的不導磁段採用不導磁材料製作。
【文檔編號】F16F9/53GK203962835SQ201420345051
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月26日 優先權日:2014年6月26日
【發明者】邢海軍, 郝瑞曉, 楊紹普, 申永軍, 王春傑, 杜阿雷, 潘存治, 高國生, 陳恩利, 李黎陽 申請人:石家莊鐵道大學