CN106641087B - 一种电磁式主动吸振器 - Google Patents

Abstract

本发明一种电磁式主动吸振器，包括永久磁铁、骨架、漆包线圈、绝缘密封壳、接线端口、轴榖、顶杆、螺钉、金属弹簧、盖板、外壳、质量块，所述轴榖安装在环形骨架内环两端，所述永久磁铁粘接在骨架的外周，所述漆包线圈封装在绝缘密封壳内，并安装在外壳的内部；所述金属弹簧为带有中心孔的弹簧片结构，压装在盖板上，安装在外壳的两端；所述顶杆下端穿过轴榖和金属弹簧的中心孔，并通过螺钉与金属弹簧固定，所述的质量块安装在顶杆上螺纹端，接线端口粘接在绝缘密封壳的一端，将漆包线圈导出与控制器相连。能更好地满足对低频振动和宽频带振动减振需求的主动吸振器，同时在工程应用中实现结构紧凑、能耗小、反应灵敏、安装方便、可靠性强等优点。

Description

一种电磁式主动吸振器

技术领域

本发明涉及的是一种吸振器，具体地说是一种电磁式主动吸振器。

背景技术

在振动控制工程领域中，作为一种实施振动控制的重要手段和有效措施，现有的动力吸振器技术已经发展成为包括被动吸振器、半主动吸振器和主动吸振器在内的技术。传统的被动式吸振器一般是由质量、弹性元件组成的附加子结构。通过将附加子结构的质量和刚度参数调谐至固有频率与激励频率一致，从而实现主系统上的振动能量转移到附加的子系统上。被动吸振器是质量和刚度参数一定的结构，由于其固有频率无法过低且不可调，因此被动吸振器在中、高频率的减振中发挥着良好作用，但仅适用于稳定狭窄频带的振动控制。半主动吸振器采用开环控制，可通过调整吸振器结构参数，使其有效吸振频率跟踪主系统外干扰力频率，因此具有频率自动调节的优点，适用于对控制对象的某一频率振动进行控制，且允许该频率在一定范围内变化。但它也只能适用于主系统某一窄带频率范围内的吸振，不易在宽频带内都达到很好的减振效果。

然而在实际的振动控制工程中，所需减振对象的振动往往具有复杂的周期性，振动能量分布在多个频率点的宽频带，尤其还存在隔振等措施难以解决的低频振动，这就使被动吸振器和半主动吸振器都无法取得很好的减振效果。主动吸振器采用闭环控制，通过反馈主系统振动状态按一定规律调节吸振器的振动状态，使主动吸振器对主系统的动态作用力与主系统的振动加速度反相，从而实现降低主系统宽频带周期振动或随机振动响应。由于主动吸振常用结构或系统的振动信号作为反馈信号，这样就能较灵活地适应外界的激励和系统的不确定性，对振动环境有较强的适应性，并具有抑制低频振动和宽频带振动的能力，是一种理想的吸振器技术。

现有的主动吸振器技术研究主要集中在高校，例如专利申请号200810064058.7的专利文件中公开的“电动式主动吸振器”，以及专利申请号200910072670.3的专利文件中公开的“一种宽频惯性式主动吸振器”，都是利用激励器对减振对象提供反相作动力，从而达到主动吸振的效果，其可解决低频振动和宽频带振动减振的原理性问题，但由于其结构中选择压簧或拉簧作为回复弹簧，并利用导向轴结构进行径向定位，这大大增加了吸振器结构复杂性，使其结构尺寸过大，并且降低了结构的可靠性。另外，其电磁结构采用的是由直流线圈和交流线圈所构成，增加了工作过程的能量消耗。正由于以上这些设计上的不足，使得现有的主动吸振器很难在实际工程得以应用。

传统的被动吸振器和半主动吸振器都无法对低频振动和宽频带振动取得很好的减振效果。而现有的主动吸振器大多因结构复杂，尺寸过大，能耗大、可靠性不强等问题，使得很难在实际工程中得以应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能更好地满足对低频振动和宽频带振动减振需求的主动吸振器，同时在工程应用中实现结构紧凑、能耗小、反应灵敏、安装方便、可靠性强等优点。本发明是通过以下技术方案实现的：

一种电磁式主动吸振器，包括永久磁铁、骨架、漆包线圈、绝缘密封壳、接线端口、轴榖、顶杆、螺钉、金属弹簧、盖板、外壳、质量块，所述轴榖安装在环形骨架内环两端，所述永久磁铁粘接在骨架的外周，所述漆包线圈封装在绝缘密封壳内，并安装在外壳的内部；所述金属弹簧为弹簧片压装在盖板上，安装在外壳的两端；所述顶杆下端穿过轴榖和金属弹簧的中心孔，并通过螺钉与金属弹簧固定，所述的质量块安装在顶杆上螺纹端，接线端口粘接在绝缘密封壳的一端，将漆包线圈导出与控制器相连。

进一步，永久磁铁采用瓦状结构，360°均匀分布安装在环形骨架上；

进一步，所述电磁式主动吸振器还包括安装底座、固定端盖、密封螺钉，所述外壳安装于安装底座内，并利用固定端盖和密封螺钉封装；

进一步，顶杆通过螺钉与带有中心孔的金属弹簧片进行固定；

进一步，外壳为纯铁、导磁不锈钢和低碳钢等金属材质。

与现有技术相比，本发明有以下优点：

1）本发明解决了传统被动吸振器和半主动吸振器对低频振动和宽频带振动减振能力的不足；

2）本发明中的主动吸振器采取电磁式，具有反应灵敏的特点。并且是利用永久磁铁和交流线圈构成主动吸振器的电磁结构，与现有利用直流线圈和交流线圈构成电磁结构的主动吸振器相比，本发明降低了使用过程中的能量消耗，实现了能耗小的优点。

3）本发明中的永久磁铁采用瓦状结构均匀安装在环形骨架上，结构紧凑，且可提高有效磁面积，提高磁能利用率；

4）本发明中的金属弹簧采用弹簧片结构，相比现有采用的压簧或拉簧结构更能使吸振器结构更加紧凑。并且通过弹簧片中心孔与顶杆固定连接，充分保证了径向刚度，避免了动子部分在轴向运动过程中可能出现的偏心问题，解决了弹簧需要利用导向结构进行径向定位的难题，使得吸振器的结构更简单可靠；

5）本发明中的质量块通过螺纹孔直接与顶杆螺纹端相连接，可方便拆换，使主动吸振器在一定范围内实现动子质量可调；

6）本发明中的主动吸振器通过底座安装在减振对象上，更便于控制力的传递和吸振器的拆装。并且在减振需求一致的不同使用场合下，仅需更改底座结构就可保证吸振器的安装使用，拓宽了该主动吸振器的应用范围。

附图说明

图1本发明一种电磁式主动吸振器实施例的内部结构图

图中标号表示：1、永久磁铁；2、骨架；13、漆包线圈；4、绝缘密封壳；3、接线端口；10、轴榖；11、顶杆；15、螺钉；6、金属弹簧；5、盖板；12、外壳；14、安装底座；7、固定端盖；9、密封螺钉；8、质量块。

具体实施方式：

如图1所示，本发明电磁式主动吸振器包括永久磁铁1、骨架2、漆包线圈13、绝缘密封壳4、接线端口3、轴榖10、顶杆11、螺钉15、金属弹簧6、盖板5、外壳12、安装底座14、固定端盖7、密封螺钉9、质量块8。根据工作原理本发明电磁式主动吸振器结构大致可分为动子、定子、安装基础三部分，动子部分包括永久磁铁1、骨架2、轴榖10、顶杆11、螺钉15、金属弹簧6、质量块8；定子部分包括漆包线圈13、绝缘密封壳4、接线端口3、盖板5、外壳12；安装基础包括安装底座14、固定端盖7、密封螺钉9。

将两个带有中心孔的轴榖10分别安装在环形骨架2内环两端，并利用磁铁胶将瓦状永久磁铁1均匀粘接在骨架2上。利用灌封胶将绕制好的漆包线圈13封装在绝缘密封壳4内，并将绝缘密封壳4安装在外壳12的内部。接线端口3粘接在绝缘密封壳4的一端，将漆包线圈13导出与控制器相连。金属弹簧6采用弹簧片结构形式，通过工装压装在盖板5内，构成弹簧端盖。顶杆11穿过轴榖10和金属弹簧6的中心孔，将永久磁铁1和骨架2固定在线圈绝缘密封壳中间位置，并将组装好的两个弹簧端盖分别安装在外壳12的两端，通过螺钉15与顶杆11进行固定，构成主动吸振器的作动机构。将组装好的作动机构安装于安装底座14内，并利用固定端盖7和密封螺钉9进行封装。将质量块8直接安装在顶杆的螺纹端，与永久磁铁1、骨架2和轴榖10共同构成动子质量。

当漆包线圈13未通电时，由永久磁铁1在气隙处建立了恒定磁场，从而在产生预载力；当漆包线圈13通以交流电流(控制电流)时，会在气隙处产生交变磁场，从而改变了可动永久磁铁1的受力情况，相当于在预载上叠加交变的控制力。所产生的控制力将驱动动子部分运动，从而输出作动力。将吸振器安装于减振对象上，就可以根据反馈减振对象上的振动状态来控制输入电流参数调节吸振器的作动力大小与相位来跟踪受控对象的振动，从而达到主动控制的目的。

Claims (5)

1.一种电磁式主动吸振器，包括永久磁铁（1）、环形骨架（2）、漆包线圈（13）、绝缘密封壳（4）、接线端口（3）、轴榖（10）、顶杆（11）、金属弹簧（6）、盖板（5）、外壳（12）、质量块（8），其特征在于：所述轴榖（10）安装在环形骨架（2）内环两端，所述永久磁铁（1）粘接在环形骨架（2）的外周，所述漆包线圈（13）封装在绝缘密封壳（4）内，并安装在外壳（12）的内部；所述金属弹簧（6）为带有中心孔的弹簧片结构，并通过工装压装在盖板（5）上，安装在外壳（12）的两端；所述顶杆（11）下端穿过轴榖（10）和金属弹簧（6）的中心孔，并与金属弹簧（6）固定，所述的质量块（8）安装在顶杆（11）上螺纹端，接线端口（3）粘接在绝缘密封壳（4）的一端，将漆包线圈（13）导出与控制器相连。

2.根据权利要求1所述的一种电磁式主动吸振器，其特征在于，所述的永久磁铁（1）采用瓦状结构，360°均匀分布安装在环形骨架上。

3.根据权利要求1所述的一种电磁式主动吸振器，其特征在于，所述电磁式主动吸振器还包括安装底座（14）、固定端盖（7）、密封螺钉（9），所述外壳（12）安装于安装底座（14）内，并利用固定端盖（7）和密封螺钉（9）封装。

4.根据权利要求1所述的一种电磁式主动吸振器，其特征在于，所述顶杆（11）通过螺钉（15）与金属弹簧（6）固定。

5.根据权利要求1所述的一种电磁式主动吸振器，其特征在于，所述外壳（12）为纯铁或导磁不锈钢金属材质。