CN104141730B - 一种磁固式磁性液体阻尼减振器 - Google Patents

Abstract

一种磁固式磁性液体阻尼减振器，属于机械工程振动领域，具体涉及磁性液体的阻尼减振。该减振器采用一种非接触的永磁体固定方式增大非导磁壳体与圆柱永磁铁之间的相对位移量，进而提高其减振吸能效率。二个分别位于减振器非导磁壳体内外的同轴永磁片，其中一个通过非导磁直角杆状连接件与圆柱永磁铁刚性连接，另一个位于减振器非导磁壳体的外部，利用两个永磁片对应异性工作极面间的相互磁场吸引力，实现外部永磁片对磁性液体阻尼减振器内圆柱永磁铁运动状态的非接触式控制。在减振过程中，该减振器能够使永磁铁与非导磁壳体间的相对位移量增至最大，满足同等条件下减振吸能效率最高的要求，且结构简单，可靠性高，减振效果明显。

Description

一种磁固式磁性液体阻尼减振器

技术领域

本发明涉及一种磁固式磁性液体阻尼减振器，属于机械工程振动领域。

背景技术

磁性液体减振是一种新型的减振方式，对惯性力的敏感度较高，且具有结构简单、体积小、耗能大和寿命长等优点，已成功应用于航天领域。常见的一类磁性液体阻尼减振器如公开号CN 102032304A的申请专利，该减振器包括非导磁外壳、磁性液体、永磁铁、螺母、端盖、螺栓、螺钉、密封垫和O型密封圈。将永磁铁装入非导磁外壳腔内，用螺栓和螺母将带有O型密封圈的端盖固定在非导磁壳体一端上，通过螺纹孔向非导磁外壳腔内注满磁性液体，用螺钉和密封垫封口。在能量耗散过程中，永磁体与外壳间的相对运动主要由永磁铁的惯性力引起，当永磁铁在惯性力作用下与外壳运动速度相同时，二者间将无相对运动，此时也不会引起振动能的耗散。该类磁性液体阻尼减振器能量耗散量受限，相比活塞式磁性液体阻尼减振器在一个振动周期内壳体与永磁铁间产生的相对位移较小，有效耗能量较低，然而，活塞式磁性液体阻尼减振器相对结构复杂，尤其在应用过程中首先需要解决摩擦、密封等科研难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，采用一种非接触的永磁体固定方式来增大磁性液体阻尼减振器中永磁铁与非磁性外壳间的相对位移量，提高磁性液体阻尼减振器的吸能效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种磁固式磁性液体阻尼减振器，该减振装置包括非导磁壳体、磁性液体、圆柱永磁铁、螺钉、非导磁直角杆状连接件、内部永磁片、外部永磁片、O型橡胶密封圈、端盖。采用螺钉和胶黏剂分别将圆柱永磁铁和内部永磁片固定于非导磁直角杆状连接件的两端，组成一个刚性体，将该刚性体导入非导磁壳体内，沿着非导磁壳体开口端向其中注满磁性液体，通过螺纹连接将带有O型橡胶密封圈的端盖固定在非导磁壳体开口端。

圆柱永磁铁与非导磁壳体之间的环形间隙径向尺寸范围为2mm～5mm，通过调节该间隙量控制磁性液体粘性力的大小。内部永磁片为较薄的圆柱体，其直径与轴向长度的比值范围为3～7，外部永磁片与内部永磁片均为轴向充磁，轴线重合，二者之间相互作用面所对应的磁极极性相反，外部永磁片不与非导磁壳体接触，外部永磁片与内部永磁片二者表面中心点之间的距离范围为3mm～10mm。圆柱永磁铁轴向充磁，其轴线与非导磁壳体的轴线重合。

通过非导磁壳体内外部永磁片间的相互吸引力，固定于基座的外部永磁片与含有圆柱永磁铁刚性体的运动状态将保持一致，非导磁壳体与圆柱永磁铁间的相对位移量等同于非导磁壳体与外部永磁片间的相对位移量。非导磁壳体与其轴向振动源刚性连接，外部永磁片与基座刚性连接，随着振动的产生，使非导磁壳体与圆柱永磁铁间产生最大相对运动，迫使磁性液体在所述圆柱永磁铁与非导磁壳体之间的环形间隙流动，将振动能转化为磁性液体的粘性热，实现减振的目的。

本发明和已有技术相比所具有的有益效果：

常见的磁性液体阻尼减振器的永磁铁与外壳间相对运动主要由永磁铁的惯性力引起，当永磁铁在惯性力作用下与外壳运动速度相同时，二者间将无相对运动，使得能量耗散量受限，相比活塞式磁性液体阻尼减振器，该减振器在一个振动周期内壳体与永磁铁间产生的相对位移较小，有效耗能量低，然而，活塞式磁性液体阻尼减振器相对结构复杂，尤其在应用过程中首先需要解决摩擦、密封等科研难题。随着与被振动对象固结的非磁性外壳运动，该磁固式磁性液体阻尼减振器的永磁铁与非磁性外壳间的相对位移达到活塞式阻尼减振器的水平，吸能效率大幅提高，且该减振器与活塞式减振器相比结构简单、体积小、安装方便及不存在工程应用难点(如动密封问题)。

附图说明

图1本发明的结构原理图

图中1.非导磁壳体，2.磁性液体，3.圆柱永磁铁，4.螺钉，5.非导磁直角杆状连接件，6.内部永磁片，7.外部永磁片，8.O型橡胶密封圈，9.端盖

具体实施方式

利用附图对本发明作进一步说明：

在图1中，圆柱永磁铁3与内部永磁片6之间通过非导磁直角杆状连接件5刚性连接，分别固定于非导磁直角杆状连接件5两端，形成一个刚性体，将该刚性体导入非导磁壳体1内。沿着非导磁壳体1开口端向其中注满磁性液体2，充满后，通过螺纹连接将带有O型橡 胶密封圈8的端盖9固定于非导磁壳体1的开口端，组成该磁固式磁性液体阻尼减振器。由圆柱永磁铁3与内部永磁片6构成的刚性体的轴向长度与非导磁壳体1的轴向长度比值为0.6。

圆柱永磁铁3的直径和轴向长度分别为24mm和30mm，非导磁壳体1的内径和轴向长度分别为30mm和64mm，内部永磁片6为圆柱体，其直径与和轴向长度分别为8mm和2mm。外部永磁片7与内部永磁片6之间的轴线重合，二者之间相互作用面所对应的磁极极性相反，外部永磁片7与非导磁壳体1不接触，外部永磁片7与内部永磁片6之间的距离为8mm。所用的磁性液体2为机油基磁性液体，所用非导磁壳体1和非导磁直角杆状连接件5的材料均为铝合金，所用圆柱永磁铁3、内部永磁片6和外部永磁片7的材料均为铷铁硼。

Claims (7)

1.一种磁固式磁性液体阻尼减振器，该减振器包括非导磁壳体(1)、磁性液体(2)、圆柱永磁铁(3)、螺钉(4)、非导磁直角杆状连接件(5)、内部永磁片(6)、外部永磁片(7)、O型橡胶密封圈(8)、端盖(9)；各组件之间的连接方式为：

圆柱永磁铁(3)与内部永磁片(6)之间通过非导磁直角杆状连接件(5)刚性连接，形成一个刚性体；将由圆柱永磁铁(3)与内部永磁片(6)连接而成的刚性体导入非导磁壳体(1)内，沿着非导磁壳体(1)开口端向非导磁壳体(1)内注满磁性液体(2)，通过螺纹连接将带有O型橡胶密封圈(8)的端盖(9)固定于非导磁壳体(1)的开口端。

2.根据权利要求1所述的一种磁固式磁性液体阻尼减振器，其特征在于所述由圆柱永磁铁(3)与内部永磁片(6)构成的刚性体轴向长度与非导磁壳体(1)轴向长度的比值为0.6。

3.根据权利要求1所述的一种磁固式磁性液体阻尼减振器，其特征在于所述圆柱永磁铁(3)与非导磁壳体(1)之间的环形间隙径向尺寸范围为2mm～5mm。

4.根据权利要求1所述的一种磁固式磁性液体阻尼减振器，其特征在于所述内部永磁片(6)为圆柱体，其直径与轴向长度的比值范围为3～7。

5.根据权利要求1所述的一种磁固式磁性液体阻尼减振器，其特征在于所述外部永磁片(7)与内部永磁片(6)均为轴向充磁，轴线重合，且二者之间相互作用面所对应的磁极极性相反。

6.根据权利要求1所述的一种磁固式磁性液体阻尼减振器，其特征在于所述外部永磁片(7)不与非导磁壳体(1)接触，外部永磁片(7)与内部永磁片(6)二者表面中心点之间的距离范围为3mm～10mm。

7.根据权利要求1所述的一种磁固式磁性液体阻尼减振器，其特征在于所述圆柱永磁铁(3)轴向充磁，其轴线与非导磁壳体(1)的轴线重合。