CN105650178A - 自冷却型磁敏弹性体支座 - Google Patents

Abstract

本发明公开了自冷却型磁敏弹性体支座，属于隔振缓冲耗能技术领域，包括支座本体、固定在支座本体内的磁敏弹性承力单元和可变磁场，还包括可对支座本体及磁敏弹性承力单元降温的冷却系统，所述支座本体由上盖和下盖组成，上盖与下盖盖合后形成一封闭的降温室，所述磁敏弹性承力单元和可变磁场设置在所述降温室内，所述冷却系统包括通过冷却管路与所述降温室连通的油泵和设置在冷却管路上的降温装置。本发明通过设置与支座连接的冷却系统，实现对减振缓冲工作中的支座组件进行传热和降温，从而有效降低磁敏弹性体支座内部的温度，避免温度过高影响支座的缓冲耗能能力，提高支座使用的安全性。

Description

自冷却型磁敏弹性体支座

技术领域

本发明属于隔振缓冲耗能技术领域，具体涉及一种自冷却型磁敏弹性体支座。

背景技术

当列车运行中车轮撞击轨道、船舶撞击桥墩、地震灾害发生时，都会引起冲击或振动，同时也带来一系列危害。由于振动的巨大能量往往以波的形式释放出来，使得物体产生剧烈晃动导致其结构遭到损坏，所以隔振器件的设计十分有必要。目前各类被动支座虽然在一般的振动载荷下具有良好的隔振性能，当承受高强度冲击时，却不能智能的调节自身刚度来抵抗冲击破坏，也不能改变自身阻尼来耗散冲击能量，这不仅会导致支座自身结构的破坏，还会给被支撑物体带来极大的安全隐患。

磁敏弹性体是一种智能材料，它是由高分子基体以及填充其中的微米级铁磁颗粒组合而成。铁磁颗粒在外加磁场中被磁化并受磁场力作用，从而在磁场方向上形成链状或层状结构，使其在宏观上表现出材料模量随外载磁场变化的特性。由磁敏弹性体制作的支座与传统铅芯橡胶支座相比具有刚度、阻尼同时可控、稳定性好、结构简单的优点，同时它又克服了早期的智能材料磁流变液易沉降、使用时需密封的缺点，从而成为结构、机械智能减振领域研究的新热点，开始应用于支座之中。

磁敏弹性体支座一般由励磁线圈为支座提供磁场，以调节支座的刚度。由于导线参数和支座大小的限制，导致其可调范围较小。同时，励磁线圈一般位于支座内部的封闭空间，在工作时因电功率转换为热能会产生大量热量，并且不易消散，而过高的温度会使磁敏弹性体变软及刚度减小，而且会降低磁敏弹性体的磁致伸缩效应，加速支座缓冲减振核心材料的磁流变弹性体的老化，从而影响支座的隔振性能，并引发安全问题。

因此设计一种自冷却式磁敏弹性体支座，降低磁敏弹性体支座内部的温度，对保证磁敏弹性体支座的性能具有十分重要的意义。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种自冷却型磁敏弹性体支座，避免现有支座散热不好影响其隔振性能进而存在安全风险的问题。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

自冷却型磁敏弹性体支座，包括支座本体、固定在支座本体内的磁敏弹性承力单元和可变磁场，还包括可对支座本体及磁敏弹性承力单元降温的冷却系统，所述支座本体由上盖和下盖组成，上盖与下盖盖合后形成一封闭的降温室，所述磁敏弹性承力单元和可变磁场设置在所述降温室内，所述冷却系统包括通过冷却管路与所述降温室连通的油泵和设置在冷却管路上的降温装置。

进一步，所述磁敏弹性承力单元包括刚性支承段和弹性调节段，所述刚性支承段与下盖固定，所述弹性调节段固定在刚性支承段上，并对上盖形成支撑作用。

进一步，所述刚性支承段为导磁钢柱。

进一步，所述弹性调节段由磁敏弹性体与导磁钢板层叠而成。

进一步，所述可变磁场包括固定在降温室内可对磁敏弹性体产生磁场作用的励磁线圈和与所述励磁线圈连通的可控电源。

进一步，所述励磁线圈缠绕在所述刚性支承段上，所述弹性调节段呈上小下大的锥度设置。

进一步，所述降温室内设置有循环管路，所述刚性支承段上设置有螺旋形状的凹槽来放置所述循环管路，所述循环管路与冷却管路连通。

进一步，所述降温装置包括螺旋形的冷却管路和嵌在冷却管路上的散热片。

进一步，所述上盖和下盖均采用钢或铁或导磁金属制成。

进一步，所述上盖和下盖之间设置有采用软磁材料制成的透气层。

本发明的有益效果是：

本发明通过设置与支座连接的冷却系统，实现对减振缓冲工作中的支座组件进行传热和降温，从而有效降低磁敏弹性体支座内部的温度，避免温度过高影响支座的缓冲耗能能力，提高支座使用的安全性。

本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：

图1为发明的结构示意图；

图2为降温室的剖视图。

附图标记：

1-支座本体；2-上盖；3-下盖；4-降温室；5-冷却管路；6-油泵；7-刚性支承段；8-弹性调节段；9-磁敏弹性体；10-导磁钢板；11-励磁线圈；12-可控电源；13-循环管路；14-凹槽；15-散热片；16-透气层。

具体实施方式

以下将参照附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。

如图所示，本实施例自冷却型磁敏弹性体支座，包括支座本体1、固定在支座本体1内的磁敏弹性承力单元和可变磁场，还包括可对支座本体1及磁敏弹性承力单元降温的冷却系统，支座本体由上盖2和下盖3组成，上盖2与下盖3盖合后形成一封闭的降温室4，将热量集中在一个密闭空间利于热量快速传递，可达到迅速降温的目的，磁敏弹性承力单元和可变磁场设置在降温室4内，利于提高磁场的作用效率，冷却系统包括通过冷却管路5与降温室4连通的油泵6和设置在冷却管路5上的降温装置，本实施例的磁敏弹性承力单元包括刚性支承段7和弹性调节段8，刚性支承段7与下盖3固定，弹性调节段8固定在刚性支承段7上，并对上盖形2成支撑作用。

工作时，支座本体1将隔振系统的能量转化为热能后，支座本体1吸收热量，支座内部的弹性调节段8的温度上升，通过与支座本体1相连接的冷却系统能够对支座本体1及弹性调节段8进行冷却降温，从而有效降低磁敏弹性体支座内部的温度，避免温度过高影响支座的缓冲耗能能力，提高支座使用的安全性。

作为本实施例的改进，刚性支承段7为导磁钢柱，既可承重，又可避免磁漏。

作为本实施例的改进，弹性调节段8由磁敏弹性体9与导磁钢板10层叠而成，并采用胶粘连固定，当遭遇不定高强度冲击(如地震、爆炸)时，可以防止磁敏弹性体支柱发生断裂等情况，保持其固定状态，从而保证磁敏橡胶支座自身的使用安全。磁敏弹性体由微米级羰基铁粉与软橡胶制备而成，其截面为圆形。当外加磁场改变时，磁敏弹性体中的磁性铁颗粒微观排列也将随磁场强度以及方向改变，从而改变磁敏弹性体的杨氏模量，实现磁敏橡胶支座自适应调节刚度与阻尼，改变结构的固有频率、提高结构强度和抗冲击力。

作为本实施例的改进，可变磁场包括固定在降温室4内可对磁敏弹性体9产生磁场作用的励磁线圈11和与励磁线圈11连通的可控电源12。由于可控电源12的电流大小可随意调节，当流过励磁线圈11的电流变化时，其磁场强度也随之改变，即对磁敏弹性体9的作用力也随之改变，进而调节弹性调节段8的杨氏模量，进一步，根据支座支承力大小和使用时间的长短，适时调节电流大小，使支座与重物之间始终保持适当的作用力。

作为本实施例的改进，励磁线圈11缠绕在刚性支承段7上，弹性调节段8呈上小下大的锥度设置，由于整个回路磁通是相同的，磁敏弹性体由上至下磁感应强度是增大的，采用锥度设置可保证磁敏弹性体的工作磁感应强度。

作为本实施例的改进，对降温室4的降温可以是接触式可非接触式，本实施例采取非接触式，在降温室4内设置有循环管路13，并在刚性支承段7上设置有螺旋形状的凹槽14放置循环管路13，循环管路13与外部的冷却管路5连通进行热交换。螺旋形的凹槽14增大了散热的面积，进而能够保证磁敏弹性体支座内部的热量能够散发出去，保证磁敏弹性体支座的性能。

作为本实施例的改进，降温装置包括螺旋形的冷却管路和嵌在冷却管路上的散热片15，采用螺旋形的冷却管路使冷却长度加长，散热片15可增加冷却面积，从而进一步提高冷却效率和质量。

作为本实施例的改进，上盖和下盖均采用钢或铁或导磁金属制成。上盖和下盖作为主要的承重元件，不仅具有很高的强度，而且还具有良好的导磁性。

作为本实施例的改进，上盖和下盖之间设置有采用软磁材料制成的透气层16。不仅能够提高支座的抗挤压特性，还能够减少漏磁现象。

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 (10)

1.自冷却型磁敏弹性体支座，包括支座本体、固定在支座本体内的磁敏弹性承力单元和可变磁场，其特征在于：还包括可对支座本体及磁敏弹性承力单元降温的冷却系统，所述支座本体由上盖和下盖组成，上盖与下盖盖合后形成一封闭的降温室，所述磁敏弹性承力单元和可变磁场设置在所述降温室内，所述冷却系统包括通过冷却管路与所述降温室连通的油泵和设置在冷却管路上的降温装置。

2.根据权利要求1所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述磁敏弹性承力单元包括刚性支承段和弹性调节段，所述刚性支承段与下盖固定，所述弹性调节段固定在刚性支承段上，并对上盖形成支撑作用。

3.根据权利要求2所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述刚性支承段为导磁钢柱。

4.根据权利要求2所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述弹性调节段由磁敏弹性体与导磁钢板层叠而成。

5.根据权利要求4所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述可变磁场包括固定在降温室内可对磁敏弹性体产生磁场作用的励磁线圈和与所述励磁线圈连通的可控电源。

6.根据权利要求5所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述励磁线圈缠绕在所述刚性支承段上，所述弹性调节段呈上小下大的锥度设置。

7.根据权利要求1所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述降温室内设置有循环管路，所述刚性支承段上设置有螺旋形状的凹槽来放置所述循环管路，所述循环管路与冷却管路连通。

8.根据权利要求1-7所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述降温装置包括螺旋形的冷却管路和嵌在冷却管路上的散热片。

9.根据权利要求1-7所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述上盖和下盖均采用钢或铁或导磁金属制成。

10.根据权利要求1-7所述的自冷却型磁敏弹性体支座，其特征在于：所述上盖和下盖之间设置有采用软磁材料制成的透气层。