CN103062278A - 阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器，包括缸体和设置在缸体内的活塞，活塞将缸体的内腔划分为独立的第一腔室及第二腔室，缸体内设有磁流变液，活塞包括外活塞、内活塞和调节杆，外活塞呈两端敞口的筒状，内活塞呈台阶轴状，内活塞的小直径部形成活塞杆，内活塞上设有轴向通孔，内活塞的大直径部设有U型槽，内活塞的大直径部通过螺纹固定在外活塞内，内活塞的U型槽与外活塞形成过流孔连通第一腔室与第二腔室，调节杆贯穿于活塞杆的轴向通孔内，且调节杆的一端固定设有永磁铁及压簧，另一端设有调节螺母。本发明，活塞由外活塞和内活塞嵌套而成，并且设有过流孔，过流孔截面较小，对活塞的强度影响较小。
Description
技术领域
本发明涉及抑制斜拉桥斜拉索振动的减振装置，具体涉及阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器。
背景技术
随着减振技术的进步与应用，斜拉索振动控制技术和方法越来越多，磁流变液阻尼器就是其中较为有效的一种。磁流变液具有响应速度快、需要能源小、顺逆可调、可调系数大、稳定性好等特征，是制作阻尼器的理想材料。半主动磁流变阻尼器因为在应用时需要能源、控制器、观测器等，在实际工程应用中受到的限制。永磁调节式磁流变阻尼器虽然失去了主动可调的特性，但是作为一种被动控制阻尼器，不需要外加能源、设计及简单，应用条件极大放宽。
为了使永磁式磁流变液阻尼器具有更好的减振性能、阻尼系数方便可调，现有技术中已有多种方法调整，如中国发明专利CN1631145A公开了一种永磁调节装配式磁流变阻尼器（专利号为200510031108.8），采用双出杆设计，将永磁铁旋入在活塞杆内，通过活塞与活塞杆之间的花键节流，调节永磁铁的位置，可以实现阻尼系数的调整，但为实现永磁铁对磁流变液的磁化功能，该活塞杆设计为薄壁杆体结构，截面越薄永磁铁对磁流变液磁化效果越好，该设计削弱了磁流变阻尼器活塞杆的承载能力，进而降低了磁流变液阻尼器的阻力。中国发明专利CN101749358B公开了一种阻尼力可调的永磁式磁流变阻尼器（专利号为201010112663.4），同样存在活塞杆壁薄弱，安全度不高的缺点，且内部活塞密封较为复杂。中国实用新型专利CN201330818Y公开了一种永磁调节式磁流变阻尼器（专利号为 200820099909.7），通过在缸筒外壁外置多个永磁环以达到调整缸筒内磁流变液的性质，进而实现磁流变阻尼器出力的调整，但是为了达到外置永磁环对缸筒内磁流变液的有效调节，缸筒必须为薄壁，影响整个阻尼器的内部承压，因此，这种磁流变阻尼器承压有限，不能实现阻尼力的大幅调整。
由此可见，现有阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器普遍存在承载能力有限的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是解决阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器普遍存在承载能力有限的问题。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是提供一种阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器，包括缸体和设置在缸体内的活塞，活塞将缸体的内腔划分为独立的第一腔室及第二腔室，缸体内设有磁流变液，活塞包括外活塞、内活塞和调节杆，外活塞呈两端敞口的筒状；内活塞呈台阶轴状，内活塞的小直径部形成活塞杆，内活塞上设有轴向通孔，内活塞的大直径部设有过流孔，过流孔连通第一腔室和第二腔室，内活塞的大直径部固定在所述外活塞内；调节杆贯穿活塞杆部的轴向通孔，调节杆的两个伸出端分别设有调节螺母和永磁铁，调节杆上还套设一个压簧，压簧的两端分别与永磁铁和活塞杆相抵。
在上述方案中，还包括右耳板，右耳板设置在缸体的右端面上，右耳板的左端面上设有销轴，销轴插装在内活塞的大直径部的轴向通孔内且可在轴向通孔自由滑动。
在上述方案中，内活塞的大直径部的外圆周面上沿轴向均布设有多个U形通槽，U形通槽与外活塞的内壁之间形成过流孔。
本发明，活塞由外活塞和内活塞嵌套而成，并且设有过流孔，过流孔截面较小，对活塞的强度影响较小。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中活塞的剖面图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做出详细的说明。
如图1、图2所示，本发明提供的阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器，包括缸体10和设置在缸体10内的活塞，缸体10的右端面上设有右耳板30。活塞由外活塞21和内活塞22嵌套而成并将缸体10的内腔划分为独立的第一腔室11和第二腔室12，缸体10的内腔中设有磁流变液，磁流变液充满第一腔室11和第二腔室12。
外活塞21呈两端敞口的筒状，内活塞22呈台阶轴状，内活塞22的小直径部形成活塞杆23，活塞杆23的外端与左耳板50螺纹固定。内活塞22上设有轴向通孔，内活塞22的大直径部设有过流孔24，过流孔24连通第一腔室11和第二腔室12，因此，磁流变液可以经过流孔24在第一腔室11和第二腔室12之间流动。本具体实施例中，内活塞22的大直径部的外圆周面上沿轴向均布设有多个U形通槽，这些U形通槽与外活塞21的内壁之间形成过流孔24。阻尼器在外部荷载的作用下，其活塞与缸体10之间会产生相对运动，从而使磁流变液经过流孔24在第一腔室11和第二腔室12之间流动，由于过流孔24的截面较小，对活塞的强度影响较小。
内活塞22的大直径部的外圆周面通过螺纹固定在外活塞21内，活塞杆23的轴向通孔内穿装有一根调节杆25，调节杆25的两端分别伸出活塞杆，且调节杆25的一端固定设有永磁铁26，另一端设有调节螺母27，调节螺母27抵靠在调节杆25的外端面上，弹簧28套设在调节杆25上，且弹簧28的两端分别与永磁铁26和活塞杆23的端面相抵，通过转动调节螺 母27，可以带动调节杆25左右移动，从而改变永磁铁26在缸体10内的左右位置。
右耳板30的左端面上设有销轴13，销轴13插装在内活塞22的大直径部的轴向通孔内，内活塞22可沿销轴13的轴向左右滑动，永磁铁26的端面上固定设有橡胶垫29，对永磁铁26起到保护的作用。
上述方案中，外活塞21、内活塞22和销轴13均采用奥氏体不锈钢，以方便永磁铁26在活塞内部的安装及避免往复运动对永磁铁26的影响。
本发明提供的方案，阻尼调节可以通过两种途径进行：
（1）调整永磁铁26的磁场强度，当磁流变液流经永磁铁26处时，永磁铁26的磁场会改变磁流变液的性质，进而改变其过流时产生的阻尼力。
（2）通过调节螺母27可以调整永磁铁26的位置，进而影响不同位置的磁流变液，实现阻尼力的调整。
本发明有以下优点：
（1）、阻尼力的大小调整方便，且可连续调整；
（2）、在活塞杆内部只要预留好调整杆空位，活塞杆的壁厚可以尽量厚，避免出现薄壁构件对整个阻尼器强度的不利影响。
（3）、永磁铁不仅有调节阻尼器阻尼系数的作用，在阻尼器使用的整个过程中，都保持对磁流变液的磁化作用，能够有效的预防磁流变液的沉淀分层。
（4）、结构紧凑，充分利用空间，比一般的双出杆占用空间小。
（5）、结构简单、可靠性好、造价低。
Claims (3)
1.阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器，包括缸体和设置在缸体内的活塞，活塞将缸体的内腔划分为独立的第一腔室及第二腔室，缸体内设有磁流变液，其特征在于，活塞包括：
外活塞，呈两端敞口的筒状；
内活塞，呈台阶轴状，所述内活塞的小直径部形成活塞杆，内活塞上设有轴向通孔，内活塞的大直径部设有过流孔，过流孔连通第一腔室和第二腔室，内活塞的大直径部固定在外活塞内；
调节杆，贯穿活塞杆部的轴向通孔，调节杆的两个伸出端分别设有调节螺母和永磁铁，调节杆上还套设一个压簧，压簧的两端分别与永磁铁和活塞杆相抵。
2.如权利要求1所述的阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器，其特征在于，还包括右耳板，设置在缸体的右端面上，右耳板的左端面上设有销轴，销轴插装在内活塞的大直径部的轴向通孔内且可在轴向通孔自由滑动。
3.如权利要求1所述的阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器，其特征在于，内活塞的大直径部的外圆周面上沿轴向均布设有多个U形通槽，U型槽与外活塞的内壁之间形成过流孔。
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