CN103912621A - 一种双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器，其输出阻尼力值40-200N，采用响应快的双出杆结构更适宜洗衣机高频小振幅的阻尼减振。采用膨胀吸收缓冲环来吸收因温度上升导致的体积膨胀，同时，起到阻尼缓冲作用。采用低密度低粘度磁流变液作为工作介质，结合励磁活塞与外筒缸体预留的环形空隙，可保证零电流零磁场工况下阻尼减震器有较低的阻尼力值输出，加大了阻尼减振器输出阻尼力值调节范围，宽幅可调的阻尼力值可适应从5Kg以下到8Kg以上各种规格的洗衣机需求。

Description

一种双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器及其制造方法，具体涉及采用双出杆结构，使用低密度低粘度磁流变液为工作介质制造磁流变液洗衣机阻尼减振器，属于阻尼减震器领域。

背景技术

洗衣机的振动问题一直是洗衣机设计中的一个节点，洗涤衣物在滚筒中的不均匀分布，形成旋转偏心负载，产生的周期作用激振力，从而迫使洗衣机箱体产生振动和噪声。洗衣机在工作的过程中，尤其是在高速脱水阶段，滚筒内会因为重量分布不匀而失去平衡，引起剧烈震动，并发出“嘭、嘭、嘭”的撞击声。虽然我们的国家标准GB4288-92有明确规定，洗衣机在额定工作状态下运转达到稳定时，用测振仪测量箱体前后左右各侧面中央部位，其振幅应满足：额定洗涤容量5Kg和5Kg以下应不大于0.8mm；洗涤容量5Kg应不大于1.0mm；洗衣机上盖中央部位，其振幅应满足：定洗涤容量5Kg和5Kg以下应不大于1.0mm；洗涤容量5Kg应不大于1.2mm。但对于高速脱水启动阶段(此时偏心和振幅及噪音最大)国标中没有具体的规定。洗衣机的振动问题不解决，直接影响了洗衣机的质量，限制了洗衣机进一步向高转速发展。为减少振动降低噪音，洗衣机中都配有阻尼减震器。目前较多采用的是干式摩擦减震器，阻尼力值一般在50-120N。虽然干式摩擦减震器具有结构简单，成本低廉的优势，但干式摩擦减震器的阻尼力值偏差过大，在±15％的区间，干式摩擦减震器相对不变的阻尼力值决定了其不可能在洗衣机洗衣、脱排水、甩干启动和高转速甩干等各个工作条件下都能达到最优阻尼减振效果。且随着洗衣运行时间加长，摩擦副发热，阻尼力会明显下降,减振效果也会随之减少。长期的使用和摩擦作用，减震器本身也会成为一个新的噪音源。

随着人们生活水平的不断提高，追求更高的生活质量，人们对洗衣机的静音要求也越来越高。磁流变液阻尼器因其智能可调，通过调节电流大小可方便调节阻尼力值的输出，通过调节对洗衣机洗衣、脱排水、甩干启动和高转速甩干等各个工况对应的电流大小，匹配输出能达到最优阻尼减振效果的阻尼力值；通过闭环控制可以达到智能主动适应调节。其次，磁流变液阻尼减振器的特点是减震系数大，即使洗、脱衣物时滚筒内出现较严重的失衡现象，机身也不会发生持续颤动，更不会发出令人不安的噪声。

中国国家发明专利号CN201210292603.4提出了一种双出杆磁流变液阻尼器及其密封结构，其双重的密封结构虽然达到了较好的密封效果，但是当磁流变液阻尼器励磁线圈长时间通电发热和磁流变液长时间剪切作用导致的温度上升双重作用下，缸体内的磁流变液膨胀导致缸体内的内压升高，内压升高导致的弹性密封结构形变抱死活塞杆，静态摩擦力将明显升高，这时当需要低阻尼输出的时候因温度和内压不可能瞬间降低，磁流变液阻尼力不可能降低。另外，过高的内压将导致密封结构加速磨损和泄露，影响器件的使用寿命。

本发明提供了一种双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器及其制造方法，该阻尼减振器输出阻尼力值40-200N，采用膨胀吸收换抵消磁流变液因温度升高导致的体积膨胀，更适宜洗衣机高频小振幅的阻尼减振，同时宽幅可调的阻尼力值可适应从5Kg以下到8Kg以上各种规格的洗衣机需求，且阻尼减震器的接口和外观尺寸与现有干式摩擦式减震器相同，只需要原位替换安装即可。

发明内容

本发明的目的是提供可在5Kg及5Kg以下，8Kg及8Kg以上洗衣机中都可使用的双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器的制造方法，并且能够与现有的阻尼减振器原位替换，成本也相对低廉，能够在洗衣机领域广泛应用。针对上述目的，本发明的技术方案采用减震器中相对简单的双出杆结构，双出杆结构虽然在有效阻尼行程上比单出杆小大约一半，但因为其在阻尼减震器的拉伸和压缩两种工作状态下，不需要对活塞杆体积进行补偿，其响应更迅速，非常适宜洗衣机这种小振幅高频率工况下的阻尼减振；考虑到洗衣机的振幅一半都在10mm以下，虽然其有效阻尼行程相对较小，但设计有效行程50mm的双出杆磁流变阻尼减振器也完全能够满足要求。

本发明所采用的技术方案如下：

一种双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器，该阻尼减振器包含上吊耳、上油封、上油封座、外筒缸体、励磁活塞、膨胀吸收缓冲环、下油封座、下油封、下吊耳、活塞杆；其中，

所述外筒缸体内的上油封和下油封之间中充满工作介质磁流变液，所采用的磁流变液为低密度低粘度的磁流变液，其密度值在1.8-2.3g/cm³,粘度值在100-120mPa·s；

所述上油封座固定于外筒缸体顶端，上油封座上设有上O型圈槽、上油封安装座、活塞杆上导向环和注油孔，所述活塞杆穿过活塞杆上导向环，上油封安装在上油封座内的上油封安装座中；

所述励磁活塞固定于活塞杆的中部，励磁活塞的外壁和外筒缸体之间形成环形间隙；

所述下油封座固定于外筒缸体中部，下油封座上设有活塞杆下导向环、下油封安装座、渗油孔、下O型圈槽，活塞杆穿过活塞杆下导向环，下油封安装在下油封座内的下油封安装座中；

所述膨胀吸收缓冲环上设有活塞杆通过孔和渗油过孔，膨胀吸收缓冲环固定于下油封座的下油封座上端面之上，渗油过孔和渗油孔相互同心对应；

所述下吊耳固定于外筒缸体下端，下吊耳设有凹槽和下固定安装孔，凹槽让活塞杆部分的插入其中，下固定安装孔将阻尼减振器固定于洗衣机内。

其中，所述环形间隙为0.2-0.5mm的环形间隙。所述下油封座材质选用紫铜、黄铜、电木、四氟乙烯等不导磁材质。所述膨胀吸收缓冲环采用高发泡聚乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)、发泡耐油橡胶、硅胶，发泡聚氨酯等材料制成。所述下吊耳材质选用低碳钢或者中碳钢。

此外，还公开了一种上述双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器的制造方法：将下油封压配到下油封座中，将一O型圈安装到下油封座中的下O型圈槽中，将膨胀吸收环固定于下油封座的下油封座上端面之上保持渗油孔和渗油过孔正对；将装配好的膨胀吸收缓冲环、下油封座、下油封压入外筒缸体中部，用滚槽或者卡簧固定；将励磁活塞和活塞杆采用激光焊接或者微束等离子焊接后，插入下油封座的活塞杆下导向环之中；将一O型圈安装到上油封座中的上O型圈槽中，将装配好的上油封座压入外筒缸体中部，活塞杆穿过上油封座上的活塞杆上导向环，滚槽或者卡簧固定；通过上油封座上的注油孔向外筒缸体内注入磁流变液至规定量，将上油封套入活塞杆中，压配到上油封座中，采用翻边工艺将外筒缸体上端翻边，以固定上油封座和上油封；将下吊耳焊接到外筒缸体下端；将活塞杆插入上吊耳上的活塞杆穿入孔，焊接固定。

附图说明

图1为本发明阻尼减振器的正视，侧视剖面图。

1.上吊耳  2.上油封  3.上油封座  4.外筒缸体  5.励磁活塞  6.膨胀吸收缓冲环  7.下油封座8.下油封  9.下吊耳  10.活塞杆

图2为上油封座剖面图和三维图

11.上O型圈槽  12.上油封安装座  13.活塞杆上导向环  14.注油孔

图3为下油封座剖面图和三维图

15.下油封座上端面  16.活塞杆下导向环  17.下油封安装座  18.渗油孔  19.下O型圈槽

图4为膨胀吸收缓冲环剖面图和立体图

20.活塞杆通过孔  21.渗油过孔

图5为下吊耳剖面图和三维图

22.凹槽  23.下固定安装孔

图6为上吊耳剖面图和三维图

24.活塞杆穿入孔  25.导线引出孔  26.上固定安装孔

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例并配合附图，对本发明进一步详细说明。

双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器包括液1.上吊耳、2.上油封、3.上油封座、4.外筒缸体、5.励磁活塞、6.膨胀吸收缓冲环、7.下油封座、8.下油封、9.下吊耳、10.活塞杆等部分构成。外筒缸体4内的上油封2和下油封8之间中充满工作介质磁流变液，为保证零电流零磁场时尽可能低的阻尼输出，所选用的磁流变液为低密度低粘度的磁流变液，其密度值在1.8-2.3g/cm³,粘度值在100-120mPa·s。

上吊耳1材质选用低碳钢或者中碳钢，通过活塞杆穿入孔24插入活塞杆10，固定于活塞杆顶端。上吊耳1上开有导线引出孔25，以方便的将励磁活塞线圈的导线引出到外部，吊耳1上设有上固定安装孔26，以将阻尼减振器固定于洗衣机内；

上油封座3固定于外筒缸体4顶端，材质选用紫铜、黄铜、电木、四氟乙烯等不导磁材质，上油封座3上设有上O型圈槽11，用以安装O型圈，在油封座3和外筒缸体4内壁之间起到密封作用，上油封座3上设有活塞杆上导向环13，活塞杆10穿过活塞杆上导向环13，上导向环对活塞杆起到定位导向的作用，所以要求所选用的材料在具有一定强度的同时，需要有一定的润滑性能。上油封座3开有注油孔14，以方便磁流变液的注入，上油封2安装在上油封座3内的上油封安装座12中；

外筒缸体4材质采用壁厚1.2-2mm的内壁抛光的低碳钢或者中碳钢管；

励磁活塞5固定于活塞杆10的中部，励磁线圈5的外壁直径比外筒缸体4小0.2-0.5mm，形成一个小的环形间隙。因为双出杆阻尼减震器通常都是上油封座、活塞和下油封座三点定位，对工件的的加工精度、同心度和直线度要求很苛刻，稍有偏差就很容易造成干涉卡死。将励磁活塞5外壁直径适当缩小，形成事实上的两点定位，对工件的精度和直线度都可放宽，节省加工成本，也不会发生干涉卡死的现象。同时，这个环形间隙形成了一个常通孔，在不加电流的零磁场情况下，在活塞杆上下运动时，励磁活塞5上下两个腔体的磁流变液可通过此环形间隙进行交换互相补充，降低了输出的最小阻尼力值。当加电流时，此处密布的磁力线又会将此环形间隙封堵上，输出加大的阻尼力值；

下油封座7固定于外筒缸体4中部，材质选用紫铜、黄铜、电木、四氟乙烯等不导磁材质，下油封座7上设有下O型圈槽19，用以安装O型圈，在下油封座7和外筒缸体4内壁之间起到密封作用。下油封座7上设有活塞杆下导向环16，活塞杆10穿过活塞杆下导向环16，下油封8安装在下油封座7内的下油封安装座17中；下油封座7开有渗油孔18，渗油孔18可以在注油时让磁流变液通过渗油孔18慢慢渗入到下油封安装座17和下油封8之间的空隙中，否则在空隙中就会残留有空气，造成阻尼减振器的空程现象，尤其对于这种小振幅的阻尼减震器，微小的空程就会造成阻尼减振效果的大幅衰减；

膨胀吸收缓冲环6上设有活塞杆通过孔20渗油过孔21，膨胀吸收缓冲环6固定于下油封座7的下油封座上端面15之上，渗油过孔21和渗油孔18相互同心对应；膨胀吸收缓冲环6采用高发泡聚乙烯-丙烯酸乙酯(EEA)、发泡耐油橡胶、硅胶，发泡聚氨酯等材料制成。阻尼器励磁线圈连续通电工作产生的热量以及磁流变液长时间剪切作用都会导致工作介质磁流变液温度的上升，从而产生体积膨胀，如果没有多余的空间来吸收体积的膨胀，必将导致内压力的升高。膨胀吸收缓冲环6采用发泡材质内部多空的结构，在压力升高时将被压缩吸收掉因温度上升导致的体积膨胀；膨胀吸收缓冲环6的另一个作用是当减震器收到极限冲击力压缩到行程底部的时候，在励磁活塞5和下油封座7形成一定的阻尼缓冲作用，避免对阻尼减振器造成永久性的损伤；

下吊耳9固定于外筒缸体4下端，材质选用低碳钢或者中碳钢。下吊耳9设有凹槽22和下固定安装孔23。凹槽22可让活塞杆10部分的插入其中，以最大限度的增加阻尼器的有效自由行程。下固定安装孔23可以将阻尼减振器固定于洗衣机内。

在制造本发明所述的阻尼减震器时，采用以下步骤：

将下油封8压配到下油封座7中，将O型圈安装到下油封座7中的下O型圈槽19中，将膨胀吸收环7固定于下油封座7的下油封座上端面15之上保持渗油孔18和渗油过孔21正对；

将装配好的膨胀吸收缓冲环6、下油封座7、下油封8压入外筒缸体4中部，滚槽或者卡簧固定；

将励磁活塞5和活塞杆10采用激光焊接或者微束等离子焊接后，插入下油封座7的活塞杆下导向环16之中；

将O型圈安装到上油封座3中的上O型圈槽11中，将装配好的上油封座3压入外筒缸体4中部，活塞杆10穿过上油封座3上的活塞杆上导向环13，滚槽或者卡簧固定；

通过上油封座3上的注油孔14向外筒缸体4内注入磁流变液至规定量，将上油封2套入活塞杆10中，压配到上油封座3中，采用翻边工艺将外筒缸体4上端翻边，以固定上油封座3和上油封2；

将下吊耳焊接到外筒缸体4下端；将活塞杆10插入上吊耳1上的活塞杆穿入孔24，焊接固定。

本发明与现有技术相比，具有以下显著特点和积极效果：其一，阻尼减振器采用双出杆结构，制造工艺简便，成本较低，且能够适应洗衣机高频率小振幅的减振阻尼需要；其二；采用膨胀吸收缓冲环来吸收因温度上升导致的体积膨胀，同时，起到阻尼缓冲作用；其三，采用低密度低粘度磁流变液作为工作介质，结合励磁活塞与外筒缸体预留的环形空隙，可保证零电流零磁场工况下阻尼减震器有较低的阻尼力值输出，加大了阻尼减振器输出阻尼力值调节范围。

以上所述仅是本发明优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应该视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器，其特征在于，该阻尼减振器包含上吊耳、上油封、上油封座、外筒缸体、励磁活塞、膨胀吸收缓冲环、下油封座、下油封、下吊耳、活塞杆；其中，

所述外筒缸体内的上油封和下油封之间中充满工作介质磁流变液，所采用的磁流变液为低密度低粘度的磁流变液，其密度值在1.8-2.3 g/cm³, 粘度值在100-120 mPa·s；

所述上油封座固定于外筒缸体顶端，上油封座上设有上O型圈槽、上油封安装座、活塞杆上导向环和注油孔，所述活塞杆穿过活塞杆上导向环，上油封安装在上油封座内的上油封安装座中；

所述励磁活塞固定于活塞杆的中部，励磁活塞的外壁和外筒缸体之间形成环形间隙；

所述下油封座固定于外筒缸体中部，下油封座上设有活塞杆下导向环、下油封安装座、渗油孔、下O型圈槽，活塞杆穿过活塞杆下导向环，下油封安装在下油封座内的下油封安装座中；

所述膨胀吸收缓冲环上设有活塞杆通过孔和渗油过孔，膨胀吸收缓冲环固定于下油封座的下油封座上端面之上，渗油过孔和渗油孔相互同心对应；

所述下吊耳固定于外筒缸体下端，下吊耳设有凹槽和下固定安装孔，凹槽让活塞杆部分的插入其中，下固定安装孔将阻尼减振器固定于洗衣机内。

2.根据权利要求1所述的双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器，其特征在于，所述环形间隙为0.2-0.5mm的环形间隙。

3.根据权利要求1所述的双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器，其特征在于，所述下油封座材质选用紫铜、黄铜、电木、四氟乙烯等不导磁材质。

4.根据权利要求1所述的双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器，其特征在于，所述膨胀吸收缓冲环采用高发泡聚乙烯-丙烯酸乙酯（EEA）、发泡耐油橡胶、硅胶，发泡聚氨酯等材料制成。

5.根据权利要求1所述的双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器，其特征在于，所述下吊耳材质选用低碳钢或者中碳钢。

6.一种如权利要求1-5中任意一项所述的双出杆磁流变液洗衣机阻尼减振器的制造方法：其特征在于，

将下油封压配到下油封座中，将一O型圈安装到下油封座中的下O型圈槽中，将膨胀吸收环固定于下油封座的下油封座上端面之上保持渗油孔和渗油过孔正对；

将装配好的膨胀吸收缓冲环、下油封座、下油封压入外筒缸体中部，用滚槽或者卡簧固定；

将励磁活塞和活塞杆采用激光焊接或者微束等离子焊接后，插入下油封座的活塞杆下导向环之中；

将一O型圈安装到上油封座中的上O型圈槽中，将装配好的上油封座压入外筒缸体中部，活塞杆穿过上油封座上的活塞杆上导向环，滚槽或者卡簧固定；

通过上油封座上的注油孔向外筒缸体内注入磁流变液至规定量，将上油封套入活塞杆中，压配到上油封座中，采用翻边工艺将外筒缸体上端翻边，以固定上油封座和上油封；

将下吊耳焊接到外筒缸体下端；将活塞杆插入上吊耳上的活塞杆穿入孔，焊接固定。