CN104196947B - 一种冲压机床减振装置及方法 - Google Patents

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本发明公开了一种冲压机床减振装置及方法，该装置包括顶板、底板、设置于顶板和底板之间的磁流变阻尼器及缓冲模块；所述磁流变阻尼器包括与顶板相连的振动活塞、支撑部、设在支撑部中的工作缸、引线及密封盖；所述支撑部包括支撑底座和支撑柱；所述振动活塞套装在支撑柱上且部分嵌入工作缸中，所述支撑部上端设有用于密封工作缸开口的密封盖；所述振动活塞的底端设有正极磁线圈，所述工作缸底端设有负极磁线圈。该减振装置通过改变阻尼器的内外部结构，将其与机床减振垫脚合二为一，既能调整工作平面保持水平又能实现智能减振。与传统的机械减振器相比，由于磁流变阻尼器中未设置节流面积可变的节流阀，故其抗机械磨损的性能大大提高。

Description

一种冲压机床减振装置及方法
技术领域
本发明涉及一种冲压机床减振装置及方法。
背景技术
冲压机床在工作时常常会产生剧烈的振动，严重影响加工产品的精度。针对机床的振动问题，常有使用减震器，目前减震器的种类有很多，如金属橡胶减震器，钢弹簧隔振器，橡胶隔振器，气垫隔振器，隔振基座和钢丝绳减振器等。在实际生产中，这些减振器很难根据实际使用情况进行灵活调节，使用时具有一定的局限性。
磁流变液具有优良的可控性、很宽的动态范围、较快的响应速度、较低的功耗和相对简单的控制方式等优良特性，因此已广泛的应用于各个行业。例如：在汽车制造行业中，开发的流动模式汽车座椅悬架减震器已用于大型载重汽车司机座椅半主动减振系统中，提高了汽车的行驶平顺性和操作稳定性；在土木工程中，人们利用磁流变技术对结构振动进行控制，即对结构施加控制机构，比如大型磁流变阻尼器在大跨斜拉桥、建筑结构中的使用，实现了对受自然环境影响产生的振动的有效控制。然而，由于工程应用中的磁流变阻尼装置结构较大，形状不规则，在机械制造行业的应用较少，尤其是在冲压机床减振方面的应用还有待突破。
因此，急需提供一种新的冲压机床减振装置及方法。
发明内容
本发明提出了一种新的冲压机床减振装置及方法，通过对现有磁流变阻尼装置的改造，充分利用了磁流变液的优良特点，对于冲压机床的降噪减振，具有较强的智能和实用性。
一种冲压机床减振装置，包括顶板1、底板5、设置于顶板和底板之间的磁流变阻尼器3及缓冲模块4；
所述磁流变阻尼器3包括与顶板1相连的振动活塞6、支撑部、设在支撑部中的工作缸10、引线7及密封盖13；所述支撑部包括支撑底座8和支撑柱9，所述支撑柱9设置于工作缸中间；所述振动活塞套装在支撑柱上且部分嵌入工作缸中，所述工作缸内装有磁流变液体，且该液体充满振动活塞与支撑柱之间的间隙，所述支撑部上端设有用于密封工作缸开口的密封盖13；
所述振动活塞的底端设有正极磁线圈，所述工作缸底端设有负极磁线圈，所述正极磁线圈和负极磁线圈上分别设有与外接电源相连的引线7。
通过引线控制正负极的电流强度控制磁流变液产生的磁场变化，由于磁场变化可以改变从工作缸中流过的磁流变液的粘度，进而改变阻尼力的大小。
所述磁流变阻尼器至少包括两个，均匀分布于缓冲模块的四周。
使得减振装置受力均衡。
所述缓冲模块为设置在底板中间的充气装置，充气装置上设有充气嘴。
方便向充气室充气，达到二次缓冲减振的效果。
所述充气装置为橡胶材料，且为圆筒状。
所述顶板和底板均为杨氏模量E大于210Gpa的低合金高强度钢板。
增强装置的抗压强度。
所述工作缸开口和密封盖之间还设有密封圈。
保护缸内液体不溢出。
一种冲压机床减振方法，将所述的装置作为机床垫脚，以磁流变液体在磁场作用下产生的阻尼力作为振动活塞的缓冲力，使机床振动时所带动振动活塞的上下运动得到缓冲，实现机床减振。
通过控制外加电源所提供的电流强度，电流强度的改变引起磁场变化，使得磁流变液体的粘度发生变化，从而改变产生的阻尼力大小；当机床振动变大时则提高电流强度以增加磁流变液体的粘度，反之则减小电流强度以降低磁流变液体的粘度，磁流变液体粘度的变化改变阻尼力的大小，以实现匹配机床不同的振动强度来进行减振。
有益效果
本发明提供了一种冲压机床减振装置及方法，该装置包括顶板1、底板5、设置于顶板和底板之间的磁流变阻尼器3及缓冲模块4；所述磁流变阻尼器3包括与顶板1相连的振动活塞6、支撑部、设在支撑部中的工作缸10、引线7及密封盖13；所述支撑部包括支撑底座8和支撑柱9，所述支撑柱9设置于工作缸中间；所述振动活塞套装在支撑柱上且部分嵌入工作缸中，所述工作缸内装有磁流变液体，且该液体充满振动活塞与支撑柱之间的间隙，所述支撑部上端设有用于密封工作缸开口的密封盖13；所述振动活塞的底端设有正极磁线圈，所述工作缸底端设有负极磁线圈，所述正极磁线圈和负极磁线圈上分别设有与外接电源相连的引线7。该减振装置通过改变阻尼器的内外部结构，将其与机床减振垫脚合二为一，既能调整工作平面保持水平又能实现智能减振。巧妙的利用磁流变阻尼器的特点，通过控制在内外筒间所施加的电压来控制阻尼力的大小。与传统的机械减振器相比，由于磁流变阻尼器中未设置节流面积可变的节流阀，故其抗机械磨损的性能大大提高。
附图说明
图1是本发明的减振装置的结构示意图。
图2是本发明减振装置中磁流变阻尼器的结构示意图。
标号说明：1-顶板，2-气门嘴，3-磁流变阻尼器，4-缓冲模块，5-底板，6-振动活塞，7-引线，8-支撑底座，9-支撑柱，10-工作缸，11-正极，12-负极，13-密封盖，14-密封圈。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明做进一步的说明。
一种冲压机床减振装置，包括顶板1、底板5、设置于顶板和底板之间的磁流变阻尼器3及缓冲模块4；
所述磁流变阻尼器3包括与顶板1相连的振动活塞6、支撑部、设在支撑部中的工作缸10、引线7及密封盖13；所述支撑部包括支撑底座8和支撑柱9，所述支撑柱9设置于工作缸中间；所述振动活塞套装在支撑柱上且部分嵌入工作缸中，所述工作缸内装有磁流变液体，且该液体充满振动活塞与支撑柱之间的间隙，所述支撑部上端设有用于密封工作缸开口的密封盖13；
所述振动活塞的底端设有正极磁线圈，所述工作缸底端设有负极磁线圈，所述正极磁线圈和负极磁线圈上分别设有与外接电源相连的引线7。
通过引线控制正负极的电流强度控制磁流变液产生的磁场变化，由于磁场变化可以改变从工作缸中流过的磁流变液的粘度，进而改变阻尼力的大小。
所述磁流变阻尼器至少包括两个，均匀分布于缓冲模块的四周。
使得减振装置受力均衡。
所述缓冲模块为设置在底板中间的充气装置，充气装置上设有充气嘴。
方便向充气室充气，达到二次缓冲减振的效果。
所述充气装置为橡胶材料，且为圆筒状。
所述顶板和底板均为杨氏模量E大于210Gpa的低合金高强度钢板。
增强装置的抗压强度。
所述工作缸开口和密封盖之间还设有密封圈。
保护缸内液体不溢出。
一种冲压机床减振方法，将所述的装置作为机床垫脚，以磁流变液体在磁场作用下产生的阻尼力作为振动活塞的缓冲力，使机床振动时所带动振动活塞的上下运动得到缓冲，实现机床减振。
通过控制外加电源所提供的电流强度，电流强度的改变引起磁场变化，使得磁流变液体的粘度发生变化，从而改变产生的阻尼力大小；当机床振动变大时则提高电流强度以增加磁流变液体的粘度，反之则减小电流强度以降低磁流变液体的粘度，磁流变液体粘度的变化改变阻尼力的大小，以实现匹配机床不同的振动强度来进行减振。
将该发明的减振垫脚置于机床底部，如图1所示，使顶板1与机床底部固定，底板5与地面固定，打开气门嘴2给缓冲模块4充气或者放气来调节机床的工作平面保持水平；工作缸10中装有磁流变液体，其粘稠度受磁场控制。
当冲压机床开始工作时会产生强烈的横向振动，此时机床带动底板5以及振动活塞6在工作缸10中产生相对运动，如图2所示，通过活塞杆引出电源线7，采用不同的电流通过正极11和负极12产生不同的磁场，进而调整工作缸与活塞之间的环形通道之间的磁流变液的流动特性，实现阻尼力大小的控制。密封盖13和密封圈14起到密封作用。
然而对于机床冲压不同的材料，产生的振动强度也不一样，可以预先测定其振动频率，然后改变电流强度使阻磁流变液的粘度相应变化与振动频率强度相适应，最终导致了减振器输出阻尼力的改变，实现智能减振的效果。

Claims (6)

1.一种冲压机床减振装置，其特征在于，包括顶板(1)、底板(5)、设置于顶板和底板之间的磁流变阻尼器(3)及缓冲模块(4)；
所述磁流变阻尼器(3)包括与上顶板(1)相连接的振动活塞(6)、支撑部、设在支撑部中的工作缸(10)、引线(7)及密封盖(13)；所述支撑部包括支撑底座(8)和支撑柱(9)，所述支撑柱(9)设置于工作缸中间；所述振动活塞套装在支撑柱上且部分嵌入工作缸中，所述工作缸内装有磁流变液体，且该液体充满振动活塞与支撑柱之间的间隙，所述支撑部上端设有用于密封工作缸开口的密封盖(13)；
所述振动活塞的底端设有正极磁线圈，所述工作缸底端设有负极磁线圈，所述正极磁线圈和负极磁线圈上分别设有与外接电源相连的引线(7)；
所述磁流变阻尼器至少包括两个，均匀分布于缓冲模块的四周；
所述缓冲模块为设置在底板中间的充气装置，充气装置上设有充气嘴。
2.根据权利要求1所述的冲压机床减振装置，其特征在于，所述充气装置为橡胶材料，且为圆筒状。
3.根据权利要求1或2所述的冲压机床减振装置，其特征在于，所述顶板和底板均为杨氏模量E大于210Gpa的低合金高强度钢板。
4.根据权利要求3所述的冲压机床减振装置，其特征在于，所述工作缸开口和密封盖之间还设有密封圈。
5.一种冲压机床减振方法，其特征在于，将权利要求1-4任一项所述的装置作为机床垫脚，以磁流变液体在磁场作用下产生的阻尼力作为振动活塞的缓冲力，使机床振动时所带动振动活塞的上下运动得到缓冲，实现机床减振。
6.根据权利要求5所述的一种冲压机床减振方法，其特征在于，通过控制外加电源所提供的电流强度，电流强度的改变引起磁场变化，使得磁流变液体的粘度发生变化，从而改变产生的阻尼力大小；当机床振动变大时则提高电流强度以增加磁流变液体的粘度，反之则减小电流强度以降低磁流变液体的粘度，磁流变液体粘度的变化改变阻尼力的大小，以实现匹配机床不同的振动强度来进行减振。
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