CN104074915B - 轴向差动式多级剪切型可控隔振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轴向差动式多级剪切型可控隔振器，包括阻尼调节单元；所述阻尼调节单元包括设有至少一个容腔的壳体、穿过容腔并与壳体密封滑动连接的运动杆、设于容腔内部将容腔分隔为至少两个互通的工作腔并固定于运动杆的隔板和用于为各工作腔提供磁场的励磁线圈；所述容腔内充满磁流变材料，本发明的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，当运动杆带动隔板滑动时，能使磁流变材料在不同工作腔之间剪切流动，与挤压模式的相比，能提高阻尼力调节范围，有效的弥补现有可控隔振器阻尼调节范围窄的不足，能够满足运用于汽车、建筑、轨道交通领域的使用要求。

Description

轴向差动式多级剪切型可控隔振器

技术领域

本发明涉及一种隔振器，尤其涉及一种可运用于汽车、建筑、轨道交通的轴向差动式多级剪切型可控隔振器。

背景技术

现公开的磁流隔振装置，主要利用磁流变液工作于挤压模式调节阻尼，利用橡胶、金属弹性原件、工作于剪切模式的磁流变弹性体作为静载荷的支承元件。虽然采用剪切模式的磁流变弹性体能够调节刚度，但是现有磁流变弹性体可控刚度调节装置的磁路复杂、可调范围窄等缺点；现有的工作于挤压模式调节阻尼单元能够实现阻尼的连续可调，但其存在阻尼调节范围窄的缺点，不能满足于汽车、建筑、轨道交通领域的使用要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种轴向差动式多级剪切型可控隔振器，有效的弥补现有可控隔振器阻尼调节范围窄的不足，能够满足运用于汽车、建筑、轨道交通领域的使用要求。

本发明的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，包括阻尼调节单元；所述阻尼调节单元包括设有至少一个容腔的壳体、穿过容腔并与壳体密封滑动连接的运动杆、设于容腔内部将容腔分隔为至少两个互通的工作腔并固定于运动杆的隔板和用于为各工作腔提供磁场的励磁线圈；所述容腔内充满磁流变材料；

进一步，所述隔板的至少一侧板面上固定有用于沿垂直于运动杆滑动方向上将相应工作腔分隔为多个互通的小腔的剪切盘；

进一步，所述工作腔内壁固定有与剪切盘错位设置并伸入各小腔的固定盘；

进一步，所述隔板上设有连通于其两侧工作腔的通孔；所述通孔对应每个小腔至少设置一个；

进一步，所述通孔与固定盘伸入相应小腔的部分沿运动杆滑动方向的投影至少部分重叠；

进一步，所述容腔为两个并且沿运动杆滑动方向排列；所述励磁线圈设于两容腔之间并沿滑动杆周向缠绕；

进一步，所述壳体包括上端盖、上外筒、上支撑座、下端盖、下外筒、下支撑座、连接筒和护罩；所述上端盖、上支撑座、下支撑座和下端盖自上至下依次排列；上外筒密封固定于上端盖外缘和上支撑座外缘之间构成一个容腔；下外筒密封固定于下支撑座外缘和下端盖外缘之间构成另一个容腔；所述上支撑座和下支撑座上均设有用于供运动杆穿过的过孔；所述连接筒密封固定于上支撑座内缘和下支撑座内缘之间；励磁线圈缠绕于连接筒外壁；运动杆穿过上端盖、连接筒并连接于下端盖；运动杆与上端盖和下端盖均密封滑动配合；运动杆上端伸出于上端盖外部形成用于与被隔振的机体固定连接的连接端；所述护罩罩于励磁线圈外部并固定于上支撑座外缘和下支撑座外缘之间；

进一步，所述的固定盘、剪切盘、上外筒、下外筒、护罩和连接筒采用低碳钢或具有高磁导率、高饱和强度的软磁材料制成；

进一步，所述磁流变材料为磁流变液、磁流变脂、磁流变粘弹性流体或磁控聚合物；

进一步，所述轴向差动式多级剪切型可控隔振器还包括固定于壳体与运动杆之间的弹性调节单元；所述弹性调节单元包括磁流变弹性体。

本发明的有益效果是：本发明的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，当运动杆带动隔板滑动时，能使磁流变材料在不同工作腔之间剪切流动，与挤压模式的相比，能提高阻尼力调节范围，有效的弥补现有可控隔振器阻尼调节范围窄的不足，能够满足运用于汽车、建筑、轨道交通领域的使用要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

图1为本发明的结构示意图，如图所示：本实施例的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，包括阻尼调节单元；所述阻尼调节单元包括设有至少一个容腔的壳体、穿过容腔并与壳体密封滑动连接的运动杆1、设于容腔内部将容腔分隔为至少两个互通的工作腔5并固定于运动杆1的隔板2和用于为各工作腔5提供磁场的励磁线圈3；所述容腔内充满磁流变材料；通过向励磁线圈3内通入不同强度的电流，使各工作腔5内产生不容强弱的磁场，当运动杆1带动隔板2滑动时，能使磁流变材料在不同工作腔5之间剪切流动，剪切流动方向与励磁线圈3的所产生的磁场方向垂直，通过改变励磁线圈3的电流大小，从而改变阻尼调节单元的阻尼特性，与挤压模式的相比，能提高阻尼力调节范围，有效的弥补现有可控隔振器阻尼调节范围窄的不足，能够满足运用于汽车、建筑、轨道交通领域的使用要求，容腔为多个时，形成多级阻尼结构；运动杆1为直杆，运动杆1沿其自身长向滑动连接于壳体，运动杆1的长向也是其轴向；励磁线圈3可缠绕于壳体或运动杆1，均能实现本发明的目的；隔板2外缘与容腔内壁可留有一定的空隙或在隔板2上开孔以供磁流变材料流动。

本实施例中，所述隔板2的至少一侧板面上固定有用于沿垂直于运动杆1滑动方向上将相应工作腔5分隔为多个互通的小腔6的剪切盘4，剪切盘4由同心设置的多个环形套组成，环形套可以为方形或圆形结构，本实施例中环形套为圆形，能将工作腔5分隔为多个底部互通的环形腔。

本实施例中，所述工作腔5内壁固定有与剪切盘4错位设置并伸入各小腔6的固定盘7；固定盘7由与剪切盘4大小不同的多个环形套组成，使构成固定盘7的多个环形套伸入构成剪切盘4的多个环形套之间，使工作腔5形成曲折的迷宫形腔体，增大磁流变材料的流动阻力，因此在磁场强度相同的情况下，能产生更大的阻尼力。

本实施例中，所述隔板2上设有连通于其两侧工作腔5的通孔8；所述通孔8对应每个小腔6至少设置一个，使磁流变材料在各小腔6和位于隔板2另一侧的工作腔5之间剪切式流动，达到较大的阻尼调节范围。

本实施例中，所述通孔8与固定盘7伸入相应小腔6的部分沿运动杆1滑动方向的投影至少部分重叠，本实施例中通孔8沿运动杆1滑动方向的投影完全落入构成固定盘7的各个环形套的投影范围内，使由通孔8流入相应小腔6的磁流变材料能在固定盘7的阻碍作用下径向分流流动，增加磁流变材料的剪切流动效果。

本实施例中，所述容腔为两个并且沿运动杆1滑动方向排列；所述励磁线圈3设于两容腔之间并沿滑动杆周向缠绕，磁场利用率高，励磁线圈3沿滑动杆周向缠绕是指励磁线圈3缠绕方向为绕运动杆1的周向，可将励磁线圈3缠绕于壳体或运动杆1。

本实施例中，所述壳体包括上端盖9、上外筒10、上支撑座11、下端盖12、下外筒13、下支撑座14、连接筒15和护罩16；所述上端盖9、上支撑座11、下支撑座14和下端盖12自上至下依次排列；上外筒10密封固定于上端盖9外缘和上支撑座11外缘之间构成一个容腔；下外筒13密封固定于下支撑座14外缘和下端盖12外缘之间构成另一个容腔；所述上支撑座11和下支撑座14上均设有用于供运动杆1穿过的过孔；所述连接筒15密封固定于上支撑座11内缘和下支撑座14内缘之间；励磁线圈3缠绕于连接筒15外壁；运动杆1穿过上端盖9、连接筒15并连接于下端盖12；运动杆1与上端盖9和下端盖12均密封滑动配合；运动杆1上端伸出于上端盖9外部形成用于与被隔振的机体固定连接的连接端；所述护罩16罩于励磁线圈3外部并固定于上支撑座11外缘和下支撑座14外缘之间；连接筒15内壁与运动杆1之间留有一定的径向间隙，使两容腔互通，起到磁流变材料相互补偿的作用。

本实施例中，所述的固定盘7、剪切盘4、上外筒10、下外筒13、护罩16和连接筒15采用低碳钢或具有高磁导率、高饱和强度的软磁材料制成；上端盖9、上支撑座11、下端盖12、下支撑座14、运动杆1和隔板2采用非导磁材料制成，本实施例中固定盘7、剪切盘4、上外筒10、下外筒13、护罩16和连接筒15采用低碳钢制成，上端盖9、上支撑座11、下端盖12、下支撑座14、运动杆1和隔板2采用不锈钢制成。

本实施例中，所述磁流变材料为磁流变液、磁流变脂、磁流变粘弹性流体或磁控聚合物。

本实施例中，所述轴向差动式多级剪切型可控隔振器还包括固定于壳体与运动杆1之间的弹性调节单元；所述弹性调节单元包括磁流变弹性体；磁流变弹性体包括锥形弹性外壳17和固化于锥形弹性外壳17内部并周向均匀排列的多个螺旋状励磁线圈18，锥形弹性外壳17的锥尖固定连接于运动杆1的连接端；锥形弹性外壳17的锥底边沿固定于壳体，锥形弹性外壳17与壳体之间形成磁流变弹性体随运动杆1运动及发生形变的空间，大大优化了磁流变弹性体的应用的磁路结构，减小弹性调节单元的体积。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：包括阻尼调节单元；所述阻尼调节单元包括设有至少一个容腔的壳体、穿过容腔并与壳体密封滑动连接的运动杆、设于容腔内部将容腔分隔为至少两个互通的工作腔并固定于运动杆的隔板和用于为各工作腔提供磁场的励磁线圈；所述容腔内充满磁流变材料；所述隔板的至少一侧板面上固定有用于沿垂直于运动杆滑动方向上将相应工作腔分隔为多个互通的小腔的剪切盘。

2.根据权利要求1所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述工作腔内壁固定有与剪切盘错位设置并伸入各小腔的固定盘。

3.根据权利要求2所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述隔板上设有连通于其两侧工作腔的通孔；所述通孔对应每个小腔至少设置一个。

4.根据权利要求3所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述通孔与固定盘伸入相应小腔的部分沿运动杆滑动方向的投影至少部分重叠。

5.根据权利要求4所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述容腔为两个并且沿运动杆滑动方向排列；所述励磁线圈设于两容腔之间并沿滑动杆周向缠绕。

6.根据权利要求5所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述壳体包括上端盖、上外筒、上支撑座、下端盖、下外筒、下支撑座、连接筒和护罩；所述上端盖、上支撑座、下支撑座和下端盖自上至下依次排列；上外筒密封固定于上端盖外缘和上支撑座外缘之间构成一个容腔；下外筒密封固定于下支撑座外缘和下端盖外缘之间构成另一个容腔；所述上支撑座和下支撑座上均设有用于供运动杆穿过的过孔；所述连接筒密封固定于上支撑座内缘和下支撑座内缘之间；励磁线圈缠绕于连接筒外壁；运动杆穿过上端盖、连接筒并连接于下端盖；运动杆与上端盖和下端盖均密封滑动配合；运动杆上端伸出于上端盖外部形成用于与被隔振的机体固定连接的连接端；所述护罩罩于励磁线圈外部并固定于上支撑座外缘和下支撑座外缘之间。

7.根据权利要求6所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述的固定盘、剪切盘、上外筒、下外筒、护罩和连接筒采用低碳钢或具有高磁导率、高饱和强度的软磁材料制成。

8.根据权利要求1-7任一权利要求所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述磁流变材料为磁流变液、磁流变脂、磁流变粘弹性流体或磁控聚合物。

9.根据权利要求1-7任一权利要求所述的轴向差动式多级剪切型可控隔振器，其特征在于：所述轴向差动式多级剪切型可控隔振器还包括固定于壳体与运动杆之间的弹性调节单元；所述弹性调节单元包括磁流变弹性体。