CN104613127A - 一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器 - Google Patents

一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，包括对称分布在活塞（13）上的两块内置永磁铁（14）和设在固定外缸（10）中心孔内的可移动内缸（19），可移动内缸（19）两端的外径小于固定外缸左端盖（20）和右端盖（18）的内径，可移动内缸（19）中部的外径大于可移动内缸内径（19）；本发明在阻尼器的内部串联两个钕铁硼的永磁铁，外面再安置电磁铁，永磁铁不需要通电，阻尼器内部不存在散热问题，整体上提高了磁流变液使用的可靠性，同时采用内缸可移动的双出杆结构，不需要额外增加气体补偿装置，增大了工作行程，内缸可移动使得阻尼器的行程在之前的基础上有了更大的提升，在大行程的阻尼器方面具有很大优势。

Description

一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及一种双出杆磁流变阻尼器，具体是一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，属于磁流变液技术领域。
背景技术
磁流变液是一种新型磁功能材料，它在无外加磁场时，表现为流动良好的牛顿流体，但在外加磁场作用下，流体的流变特性发生巨大变化，呈现类似固体的力学性质，且粘度变化是连续可逆的，即一旦去掉磁场后，又变成可以流动的液体。磁流变液效应连续、可逆、迅速和易于控制的特点使得磁流变液机械装置在航空、航天、汽车工业、液压传动、生物技术、医疗等领域具有十分广泛的应用前景。
磁流变阻尼器是一种智能减振器件，现有的阻尼器一般是将电磁线圈安置在活塞上，通过改变电流的大小，对阻尼力进行调节，但是在通电流的过程中线圈会产生很大的热量，在这样的工况下，磁流变阻尼器的性能会下降，达不到预期的效果；一般双出杆的磁流变阻尼器，工作行程受到工作缸长度的限制，一味增加工作缸的长度或者增加活塞杆的长度会使阻尼器外形尺寸增大。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，有效减决内部的发热问题，在不增加工作缸的长度或者增加活塞杆的长度的同时进一步增大阻尼器的工作行程。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，包括活塞杆两端的活动耳环、固定外缸、设置在固定外缸外层并与电源连接的外置电磁线圈、对称分布在活塞杆两端的活塞；所述的固定外缸通过内六角圆柱头螺钉二分别与固定外缸左端盖和固定外缸右端盖连接；
还包括对称分布在活塞上的两块内置永磁铁和设在固定外缸中心孔内的可移动内缸；所述的可移动内缸通过内六角圆柱头螺钉一分别与可移动内缸左端盖和可移动外缸右端盖连接、并与固定外缸之间安装有固定外缸轴承和固定外缸密封圈；
其中，可移动内缸两端的外径小于固定外缸左端盖和右端盖的内径，可移动内缸中部的外径大于可移动内缸内径；
所述的可移动内缸同样开有中心孔，活塞杆穿过中心孔对称分布在可移动内缸外侧，活塞杆的外径小于可移动内缸左端盖和可移动内缸右端盖的内径；
所述的活塞与可移动内缸之间安装有和可移动内缸轴承和可移动内缸密封圈，活塞的外径小于可移动内缸内径；
所述的活动耳环的右端面大于可移动内缸左端盖内径，可移动内缸和固定外缸的空隙内充满磁流变液。
可移动内缸左端盖、可移动内缸右端盖、固定外缸右端盖和固定外缸左端盖上都开有沉头空，且沉头孔按圆周均布，数量为6个或者8个。
内置永磁铁形状为圆环形、材料是经纳米螯合薄膜无镀层处理过具有极高的磁能积和矫力钕铁硼。
磁流变液与固定外缸、可移动内缸之间涂有防止磁流变液的泄漏的密封胶。
所述的固定外缸、可移动内缸、可移动内缸左端盖、可移动内缸右端盖、固定外缸左端盖、固定外缸右端盖、内六角圆柱头螺钉一和内六角圆柱头螺钉二均采用不导磁金属材料制作，所述的活塞采用高导磁的金属材料制作。
与现有的阻尼器相比：本发明在阻尼器的内部串联两个钕铁硼的永磁铁，外面再安置电磁铁，相比较其他的结构，永磁铁不需要通电，阻尼器内部不存在散热问题，且钕铁硼是经纳米螯合薄膜无镀层处理过，具有极高的磁能积和矫力，整体上提高了磁流变液使用的可靠性。
同时采用内缸可移动的双出杆结构，不需要额外增加气体补偿装置，双出杆结构增大了工作行程，内缸可移动使得阻尼器的行程在之前的基础上有了更大的提升，在大行程的阻尼器方面具有很大优势。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中 A-A向的剖视图；
图3是图1中 B-B向的剖视图；
图4是图1中 C-C向的剖视图；
图5是本发明左伸缩工作行程图；
图6是本发明右伸缩工作行程图。
图中：1、活动耳环，2、活塞杆，3、可移动内缸轴承，4、可移动内缸左端盖，5、可移动内缸密封圈，6、内六角圆柱头螺钉一，7、固定外缸轴承，8、固定外缸密封圈，9、内六角圆柱头螺钉二，10、固定外缸，11、外置电磁线圈，12、磁流变液，13、活塞，14、内置永磁铁，15、电源连接线，16、控制电源，17、可移动内缸右端盖，18、固定外缸右端盖，19、可移动内缸，20、固定外缸左端盖。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1至图4所示，一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，包括活塞杆2两端的活动耳环1、固定外缸10、设置在固定外缸10外层并与电源16连接的外置电磁线圈11、对称分布在活塞杆2两端的活塞13；所述的固定外缸10通过内六角圆柱头螺钉二9分别与固定外缸左端盖20和固定外缸右端盖18连接；
还包括对称分布在活塞13上的两块内置永磁铁14, 在运动过程中，永磁铁不需要通电，减决了内部的发热问题；设在固定外缸10中心孔内的可移动内缸19；所述的可移动内缸19通过内六角圆柱头螺钉一6分别与可移动内缸左端盖4和可移动外缸右端盖17连接、并与固定外缸10之间安装有固定外缸轴承7和固定外缸密封圈8；
其中，可移动内缸19两端的外径小于固定外缸左端盖20和右端盖18的内径，可移动内缸19中部的外径大于可移动内缸内径19，以便进行限位；
所述的可移动内缸19同样开有中心孔，活塞杆2穿过中心孔对称分布在可移动内缸19外侧，活塞杆2的外径小于可移动内缸左端盖4和可移动内缸右端盖17的内径；
所述的活塞13与可移动内缸19之间安装有可移动内缸轴承3和可移动内缸密封圈5，活塞13的外径小于可移动内缸19内径；
所述的活动耳环1的右端面大于可移动内缸左端盖4内径，可移动内缸19和固定外缸10的空隙内充满磁流变液12；可移动内缸19可以随活塞杆2左右的伸缩，进一步增大了阻尼器的工作行程。
可移动内缸左端盖4、可移动内缸右端盖17、固定外缸右端盖18和固定外缸左端盖20上都开有沉头孔，且沉头孔按圆周均布，数量为6个或者8个，具有较高的密封和固定性。
进一步，内置永磁铁14形状为圆环形、材料是经纳米螯合薄膜无镀层处理过具有极高的磁能积和矫力钕铁硼，可保持永久磁性。
进一步，磁流变液12与固定外缸10、可移动内缸19之间涂有防止磁流变液12的泄漏的密封胶。
固定外缸10、可移动内缸19、可移动内缸左端盖4、可移动内缸右端盖17、固定外缸左端盖20、固定外缸右端盖18、内六角圆柱头螺钉一6和内六角圆柱头螺钉二9均采用不导磁金属材料制作，所述的活塞13采用高导磁的金属材料制作。
双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器工作过程：首先不给外置电磁铁11通电流，单独靠内置永磁铁14工作，当活塞杆2向左运动时，对称分布的永磁铁就已经产生一定强度的磁场，位于可移动内缸19、活塞杆2，活塞13间隙处的磁流变液12受到磁场的影响，粘度升高，产生一定的阻尼力，可移动内缸19，固定外缸12间隙处的磁流变液12也受到磁场的影响，但是产生的阻尼力较小。
活塞杆2继续向左运动时，渐渐地活动耳环1靠近可移动内缸19，当活动耳环1完全贴近内缸时，如图5所示，活塞杆2不再单独运动，而是带着可移动内缸19一起向左运动，实现内缸的移动，此时外置电磁铁11中依然不通电，可移动内缸19继续向左移动直至内缸中部顶住固定外缸左端盖20运动停止，整个过程，只有内置永磁铁14给予磁场，活塞杆2和可移动内缸19分段移动。
活塞杆2继续向左运动时，渐渐地活动耳环1靠近可移动内缸19，当活动耳环1完全贴近内缸时，如图5所示，活塞杆2不再单独运动，而是带着可移动内缸19一起向左运动，实现内缸的移动，此时向外置电磁铁11通入电流，位于可移动内缸19，固定外缸12间隙处的磁流变液12受到磁场的影响，粘度开始不断地增加，内缸19在向左运动时受到大的阻尼力的作用，内缸19继续向左移动直至内缸中部顶住固定外缸左端盖20运动停止，整个过程，内置永磁铁14和外置电磁铁11给予磁场，产生的磁场的强度比其中任何一个产生的都要大，产生阻尼力更大，活塞杆2和可移动内缸19分段移动。
当活塞杆2向右移动时，如图6所示，工作情况与向左运动时一样。

Claims (5)

1.一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，包括活塞杆（2）两端的活动耳环（1）、固定外缸（10）、设置在固定外缸（10）外层并与电源（16）连接的外置电磁线圈（11）、对称分布在活塞杆（2）两端的活塞（13）；所述的固定外缸（10）通过内六角圆柱头螺钉二（9）分别与固定外缸左端盖（20）和固定外缸右端盖（18）连接；
其特征在于，还包括对称分布在活塞（13）上的两块内置永磁铁（14）和设在固定外缸（10）中心孔内的可移动内缸（19）；所述的可移动内缸（19）通过内六角圆柱头螺钉一（6）分别与可移动内缸左端盖（4）和可移动外缸右端盖（17）连接、并与固定外缸（10）之间安装有固定外缸轴承（7）和固定外缸密封圈（8）；
其中，可移动内缸（19）两端的外径小于固定外缸左端盖（20）和右端盖（18）的内径，可移动内缸（19）中部的外径大于可移动内缸内径（19）；
所述的可移动内缸（19）同样开有中心孔，活塞杆（2）穿过中心孔对称分布在可移动内缸（19）外侧，活塞杆（2）的外径小于可移动内缸左端盖（4）和可移动内缸右端盖（17）的内径；
所述的活塞（13）与可移动内缸（19）之间安装有可移动内缸轴承（3）和可移动内缸密封圈（5），活塞（13）的外径小于可移动内缸（19）内径；
所述的活动耳环（1）的右端面大于可移动内缸左端盖（4）内径，可移动内缸（19）和固定外缸（10）的空隙内充满磁流变液（12）。
2.根据权利要求1所述的一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，其特征在于，所述的可移动内缸左端盖（4）、可移动内缸右端盖（17）、固定外缸右端盖（18）和固定外缸左端盖（20）上都开有沉头空，且沉头孔按圆周均布，数量为6个或者8个。
3.根据权利要求1或2所述的一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，其特征在于，内置永磁铁（14）形状为圆环形、材料是经纳米螯合薄膜无镀层处理过具有极高的磁能积和矫力钕铁硼。
4.根据权利要求3所述的一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，其特征在于，磁流变液（12）与固定外缸（10）、可移动内缸（19）之间涂有防止磁流变液（12）的泄漏的密封胶。
5.根据权利要求1所述的一种双出杆内置永磁铁可伸缩式磁流变阻尼器，其特征在于，所述的固定外缸（10）、可移动内缸（19）、可移动内缸左端盖（4）、可移动内缸右端盖（17）、固定外缸左端盖（20）、固定外缸右端盖（18）、内六角圆柱头螺钉一（6）和内六角圆柱头螺钉二（9）均采用不导磁金属材料制作，所述的活塞（13）采用高导磁的金属材料制作。
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