CN106321716A - 磁流变弹性体隔振器 - Google Patents

Abstract

一种磁流变弹性体隔振器，包括能够导磁的底座和支撑体，所述底座设置的安装座外壁上安装有励磁线圈，所述安装座顶部位于支撑体设置的隔振槽中，所述底座上安装磁流变弹性体。所述磁流变弹性体包括剪切式的第一磁流变弹性体和压缩式的第二磁流变弹性体，所述第一磁流变弹性体安装在隔振槽内侧壁和安装座外侧壁之间，所述第二磁流变弹性体安装在支撑体下表面和底座上表面之间。磁流变弹性体隔振器结构紧凑，经济实用，便于安装，通过剪切式和压缩式磁流变弹性体同时作用，增大了刚度及阻尼的调节范围，增强了减振效果，使隔振器能够适用于衰减不同频率及幅值的振动载荷。同时剪切式磁流变弹性体还在径向增强支撑体的稳定性，提高了隔振器的纵向刚度。

Description

磁流变弹性体隔振器

技术领域

本发明为工程机械技术领域，涉及一种隔振器，具体地说，是一种磁流变弹性体隔振器。

背景技术

当今社会经济迅速发展，生产效率大大提高，但随之产生的机械结构振动难以避免。目前，在机械隔振方面，最常见的是弹簧隔振器和液压隔振器。弹簧隔振器仅能针对固定幅值、频率的外部载荷有效。液压隔振器隔振的效果虽不错，但其隔振效果不可控且需要严格的密封设计。

随着智能材料的发展，基于磁流变液体的智能隔振器受到越来越多的关注。虽然其具有反应迅速、可控性强的优点，但由于磁流变液易沉降、易泄露的缺点限制了其工程应用。新型的磁流变弹性体可克服磁流变液体的诸多缺点，其弹性模量和阻尼可随磁场强度的增加而增大，具有可逆可控、无需密封设计、响应迅速、结构简单等优点。磁流变弹性体是一种磁性颗粒分散在弹性聚合物基体的智能复合材料。目前，大多数磁流变弹性体隔振器采用剪切或挤压的单一工作模式，刚度及阻尼可调节范围小，纵向刚度较低，隔振调控范围有限，适用范围小。

发明内容

本发明针对目前磁流变弹性体智能隔振器调节范围小，纵向刚度低，适用范围小的问题，提出一种新的磁流变弹性体隔振器。

本发明的磁流变弹性体隔振器，包括能够导磁的底座和支撑体，所述底座设置的安装座外壁上安装有励磁线圈，所述安装座顶部位于支撑体设置的隔振槽中，所述底座上安装磁流变弹性体。

所述磁流变弹性体包括剪切式的第一磁流变弹性体和压缩式的第二磁流变弹性体，所述第一磁流变弹性体安装在隔振槽内侧壁和安装座外侧壁之间，所述第二磁流变弹性体安装在支撑体下表面和底座上表面之间。

优选的是，所述安装座外壁上安装有限位环，所述限位环位于励磁线圈上方。

优选的是，所述支撑体底面与第一磁流变弹性体底端平齐。

优选的是，所述安装座外侧壁设置有锥面，第一磁流变弹性体与安装座的锥面胶粘相连。

优选的是，所述安装座的锥面顶端位于安装座的顶面上。

优选的是，所述隔振槽的内侧壁与安装座的锥面平行。

优选的是，所述第一磁流变弹性体的顶端和底端分别与安装座锥面的顶端和底端平齐。

优选的是，所述安装座外侧的底座上设有凸起，所述第二磁流变弹性体固定在凸起的顶面上。

优选的是，所述凸起的外侧壁与支撑体的外侧壁以及第二磁流变弹性体外端平齐，第二磁流变弹性体内端与凸起的内侧壁平齐。

优选的是，进一步包括加速度传感器，加速度传感器安装于支撑体和/或底座上，所述励磁线圈连接有控制器，所述控制器与加速度传感器相连。

本发明的有益效果是：磁流变弹性体隔振器结构紧凑，经济实用，便于安装，通过剪切式和压缩式磁流变弹性体同时作用，增大了刚度及阻尼的调节范围，增强了减振效果，使隔振器能够适用于衰减不同频率及幅值的振动载荷。同时剪切式磁流变弹性体还在径向增强支撑体的稳定性，提高了隔振器的纵向刚度。

安装座的限位环能够在外壁上形成绕制凹槽，使励磁线圈能够稳定安装，同时限位环由导磁率较低的材料制成，起到隔绝磁路的作用，使隔振器整体的磁路分布更为合理。

支撑体顶部设置为锥面，能够去除没有磁通通过的部分，从而减小支撑体的用料，节省成本。支撑体底面与剪切式的磁流变弹性体底端平齐，使剪切式的磁流变弹性体完全与支撑体胶粘连接，并使磁场能够完全通过剪切式的磁流变弹性体，达到更好的调节剪切式的磁流变弹性体的刚度和阻尼的效果。

安装座设置为锥面，使剪切式的磁流变弹性体能够随着锥面轴向和径向同时对支撑体进行作用，提高隔振效果。隔振槽也设置与安装座锥面配合的锥面，进一步增加隔振效果。锥面延伸到安装座顶端，安装座顶部呈锥台形或锥形，还可使安装座能够更加简便的安装在支撑体的隔振槽中，安装结构更加合理。

剪切式的磁流变弹性体与安装座的锥面完全对齐，使之能够与锥面更加良好地胶粘连接，锥面能够更好地使剪切式的磁流变弹性体在轴向和径向起到隔振作用。

安装座设置凸起使底座整体截面成山字形，能够形成更加良好的磁路，同时也使压缩式磁流变弹性体与支撑体更加靠近，提高隔振作用，支撑体底面更加平整，也便于加工。凸起与支撑体底面对齐，使磁场能够通过压缩式磁流变弹性体传递到支撑体上。

支撑体、底座上安装加速度传感器，能够根据隔振情况对励磁线圈进行调节，提高隔振器的动态调节能力。

附图说明

附图1为磁流变弹性体隔振器的结构示意图。

具体实施方式

为了能进一步了解本发明的结构、特征及其它目的，现结合所附较佳实施例详细说明如下，所说明的较佳实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。

本发明的具体实施方式如下：

如图1所示，磁流变弹性体隔振器包括能够导磁的底座1和支撑体2，底座1和支撑体2都选用合金钢或者其它高强度及高导磁率的材料制成。底座1作为隔振器的下部分，底座1设置的安装座3外壁上安装有励磁线圈4，安装座3顶部位于支撑体2设置的隔振槽5中，底座1上安装磁流变弹性体6、7。支撑体2作为隔振器的上盖体，中间部分截面呈凹梯形，用于通磁，形成封闭的磁场。

磁流变弹性体包括剪切式的第一磁流变弹性体6和压缩式的第二磁流变弹性体7。第一磁流变弹性体6安装在隔振槽5内侧壁和安装座3外侧壁之间，第二磁流变弹性体7安装在支撑体2下表面和底座1上表面之间。第一磁流变弹性体6和第二磁流变弹性体7可通过胶粘的方式安装固定。

第一磁流变弹性体6和第二磁流变弹性体7通过对支撑体2进行支撑，对安装在支撑体2上的外部部件进行吸振缓冲，使整个隔振器起到隔振作用。

支撑体2上部设置为锥面，该结构设置能够去除支撑体2没有磁通通过的一部分，从而减小支撑体2的用料，节省成本。

励磁线圈4是呈环形螺旋状的导线绕组，采用漆包铜导线制作，通电后，在其周围形成磁场，改变励磁线圈4中电流的大小可以调节和控制其产生磁场的强弱。励磁线圈4安装在柱状的安装座3上，由安装座3、第一磁流变弹性体6、支撑体2、第二磁流变弹性体7以及底座1组成闭合磁通回路。改变励磁线圈4产生的磁场强弱，可调节第一磁流变弹性体6和第二磁流变弹性体7的刚度及阻尼，衰减不同幅值和频率的外界载荷，从而调节整个隔振器的隔振效果。

为了使励磁线圈4安装稳固，安装座3外壁上安装有限位环8，限位环8位于励磁线圈4上方。限位环8能够在安装座3外壁上形成绕制凹槽，使励磁线圈4能够稳定安装，同时限位环8由导磁率较低的材料制成，可起到隔绝磁路的作用，避免磁路向外发散，磁场完全通过安装座3分布，使隔振器整体的磁路更加有效。

为了使剪切式的磁流变弹性体6与支撑体2完全胶粘连接，支撑体2底面与第一磁流变弹性体6底端平齐。第一磁流变弹性体6表面与支撑体2接触，支撑体2上的磁通能够完全通过第一磁流变弹性体6，通过改变磁场强度来调节第一磁流变弹性体6的刚度和阻尼。

安装座3外侧壁设置有锥面9，第一磁流变弹性体6与安装座3的锥面9胶粘相连。锥面9使剪切式磁流变弹性体能够产生轴向和径向的弹性阻尼，提高隔振效果。

为了便于加工和安装，安装座3的锥面9顶端位于安装座3的顶面上。使安装座3顶部可呈锥台状或圆锥状，减小安装座3顶端的内径，使安装座3便于插入到支撑体2的隔振槽5中，同时也使锥面9能够更加容易地被加工制作。

隔振槽5的内侧壁与安装座3的锥面9平行，即隔振槽5的内侧壁也呈锥面。第一磁流变弹性体6的顶端和底端分别与安装座3锥面9的顶端和底端平齐，使第一磁流变弹性体6完全与锥面贴合，两者之间更好地产生的轴向和径向的弹性阻尼。

为了使磁路更加合理，安装座3外侧的底座1上设有凸起10，第二磁流变弹性体7固定在凸起10的顶面上。凸起10使底座1整体截面成山字形，利于形成封闭磁场。

凸起10的外侧壁与支撑体2的外侧壁以及第二磁流变弹性体7外端平齐，第二磁流变弹性体7内端与凸起10的内侧壁平齐。第二磁流变弹性体7下表面完全与凸起10和支撑体2底面贴合，第二磁流变弹性体7上表面完全与支撑体2下表面胶粘贴合。磁场能够完全通过第二磁流变弹性体7，使第二磁流变弹性体7的弹性阻尼能够被更好地调整。

为了提高实时的隔振效果，隔振器进一步包括加速度传感器11，加速度传感器11安装于支撑体2上，或者安装于底座1上，或者在支撑体2和底座1上均安装，实时检测振动。励磁线圈4连接控制器12，控制器12与加速度传感器11相连。控制器12根据接收到加速度传感器11测量到的振动数据或振动数据的差值，调节励磁线圈4中的电流大小，进而调节第一磁流变弹性体6和第二磁流变弹性体7的刚度及阻尼，从而起到实时隔振的效果。

Claims (10)

1.一种磁流变弹性体隔振器，其特征在于，包括能够导磁的底座(1)和支撑体(2)，所述底座(1)设置的安装座(3)外壁上安装有励磁线圈(4)，所述安装座(3)顶部位于支撑体(2)设置的隔振槽(5)中，所述底座(1)上安装磁流变弹性体；

所述磁流变弹性体包括剪切式的第一磁流变弹性体(6)和压缩式的第二磁流变弹性体(7)，所述第一磁流变弹性体(6)安装在隔振槽(5)内侧壁和安装座(3)外侧壁之间，所述第二磁流变弹性体(7)安装在支撑体(2)下表面和底座(1)上表面之间。

2.根据权利要求1所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述安装座(3)外壁上安装有限位环(8)，所述限位环(8)位于励磁线圈(4)上方。

3.根据权利要求1所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述支撑体(2)底面与第一磁流变弹性体(6)底端平齐。

4.根据权利要求1或2所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述安装座(3)外侧壁设置有锥面(9)，第一磁流变弹性体(6)与安装座(3)的锥面(9)相连。

5.根据权利要求3所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述安装座(3)的锥面(9)顶端位于安装座(3)的顶部。

6.根据权利要求3或4所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述隔振槽(5)的内侧壁与安装座(3)的锥面(9)平行。

7.根据权利要求3或4所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述第一磁流变弹性体(6)的顶端和底端分别与安装座(3)锥面(9)的顶端和底端平齐。

8.根据权利要求1所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述安装座(3)外侧的底座(1)上设有凸起(10)，所述第二磁流变弹性体(7)固定在凸起(10)的顶面上。

9.根据权利要求8所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，所述凸起(10)的外侧壁与支撑体(2)的外侧壁以及第二磁流变弹性体(7)外端平齐，第二磁流变弹性体(7)内端与凸起(10)的内侧壁平齐。

10.根据权利要求1所述的磁流变弹性体隔振器，其特征在于，进一步包括加速度传感器(11)，加速度传感器(11)安装于支撑体(2)和/或底座(1)上，所述励磁线圈(4)连接有控制器(12)，所述控制器(12)与加速度传感器(11)相连。