CN107725663A - 一种抗沉淀磁流变液阻尼器 - Google Patents

一种抗沉淀磁流变液阻尼器 Download PDF

Info

Publication number
CN107725663A
CN107725663A CN201711002528.2A CN201711002528A CN107725663A CN 107725663 A CN107725663 A CN 107725663A CN 201711002528 A CN201711002528 A CN 201711002528A CN 107725663 A CN107725663 A CN 107725663A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magnetic
piston
magnet
aluminum
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711002528.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107725663B (zh
Inventor
赵志伟
李鹤
徐子静
李晖
姜世杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northeastern University China
Original Assignee
Northeastern University China
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northeastern University China filed Critical Northeastern University China
Priority to CN201711002528.2A priority Critical patent/CN107725663B/zh
Publication of CN107725663A publication Critical patent/CN107725663A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107725663B publication Critical patent/CN107725663B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535—Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32—Details
    • F16F9/53—Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535—Magnetorheological [MR] fluid dampers
    • F16F9/537—Magnetorheological [MR] fluid dampers specially adapted valves therefor

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

本发明公开一种抗沉淀磁流变液阻尼器，底端盖内侧通过平端面弹簧与抗沉阀的一侧连接；抗沉阀的另外一侧设置铝质磁铁套，磁铁嵌入所述铝质磁铁套中；抗沉阀与上端盖间的缸壁内充满磁流变液；活塞用导杆的一端穿过上端盖，活塞用导杆的另外一端设置多组活塞，活塞间设置永磁瓦，永磁瓦外缠绕线圈；与抗沉阀对应的活塞面上设置铝质磁铁套，磁铁嵌入所述铝质磁铁套中；活塞用导杆与活塞连接处设置有导向隔磁铝质薄片，本发明的优点是：磁流变阻尼器通过抗沉阀和活塞底面之间适当分布的相斥永磁铁形成相斥磁场，使得磁流变悬浮液中的磁性颗粒因为受到较稳定的磁性力而按磁力线分布，这样就不会产生沉淀。

Description

一种抗沉淀磁流变液阻尼器
技术领域
本发明涉及一种半主动减振设备，具体涉及一种应用智能磁流变材料且具有抗沉淀功能的半主动阻尼器的结构设计。
背景技术
磁流变液是一种流变特性可控的新型智能材料，在无外界磁场作用时，其具有良好的流动性，而在施加外磁场后，磁流变液可以在毫秒级的时间内从磁性颗粒无序分布的状态转变成沿磁场线方向的链状或柱状微结构，使其表观粘度增加两个数量级以上，呈现类固体的力学性质。磁流变阻尼器是以磁流变液作为阻尼器的工作液，并在阻尼器的活塞上缠绕多匝线圈，其中通上电流后产生的磁场作用于磁流变液，通过控制励磁线圈中的电流来改变磁流变液的粘度，实现阻尼可控的目的，根据磁流变液在阻尼器中的受力状态和流动形式的不同，磁流变阻尼器又可分为流动、剪切、挤压模式以及这三种模式的任意组合。磁流变智能材料制作的阻尼器具有响应快、结构简单、阻尼力连续顺逆可调、易与计算机结合实现智能控制等优点，可以克服传统被动阻尼器状态反馈量难测、主动控制能耗大、控制复杂以及时滞与溢出等缺陷。然而磁流变液阻尼器虽然具有诸多优点，但是由于磁流变液是一种悬浮液，若长时间静置或间断工作，其中的磁性颗粒就会产生沉淀，这样磁流变液中磁性颗粒密度降低，会导致阻尼器的性能明显下降。
发明内容
为了克服现有磁流变阻尼器在较长的待用或间断工作期间，阻尼器内部的磁流变液出现颗粒沉淀而影响其工作性能的缺陷与不足，本发明提出一种抗沉淀磁流变液阻尼器，具体技术方案如下：
一种抗沉淀磁流变液阻尼器，包括缸壁，所述缸壁的两端是用螺栓连接的底端盖与上端盖；其特征在于：底端盖内侧通过平端面弹簧与抗沉阀的一侧连接；抗沉阀的另外一侧设置铝质磁铁套，磁铁嵌入所述铝质磁铁套中；抗沉阀与上端盖间的缸壁内充满磁流变液；活塞用导杆的一端穿过上端盖，活塞用导杆的另外一端设置多组活塞，活塞间设置永磁瓦，永磁瓦外缠绕线圈；与抗沉阀对应的活塞面上设置铝质磁铁套，磁铁嵌入所述铝质磁铁套中；活塞用导杆与活塞连接处设置有导向隔磁铝质薄片，所述向隔磁铝质薄片的外径与缸壁内径配合以保证活塞用导杆的轴向滑动精度。
铝质磁铁套与磁铁的组合体在活塞上的截面圆心位置分布1颗，抗沉阀的截面上设置5颗，其中抗沉阀截面中心位置为1颗，其余4颗围绕中心的1颗均匀布置；这样分布的上述组合体形成相斥磁场，使得磁流变悬浮液中的磁性颗粒因为受到较稳定的磁性力而按磁力线分布，不会产生沉淀。
铝质磁铁套与磁铁的组合体在活塞上埋入2/3深度，而抗沉阀上中心位置的铝质磁铁套与磁铁的组合体则是全埋入。
本发明的优点是：磁流变阻尼器通过抗沉阀和活塞底面之间适当分布的相斥永磁铁形成相斥磁场，使得磁流变悬浮液中的磁性颗粒因为受到较稳定的磁性力而按磁力线分布，这样就不会产生沉淀。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1的C-C截面示意图；
图3为图1的D-D截面示意图；
图4为本发明的原理示意图；
图5为图1中的A位置放大示意图；
图6为图1中的B位置放大示意图；
图中：1导向隔磁铝质薄片，2活塞，3抗沉阀，4铝质磁铁套，5磁铁，6底端盖，7活塞用导杆，8平端面弹簧，9缸壁，10上端盖，11永磁瓦，12漆包线圈，13六角头螺栓(M3×10)14六角头螺栓(M3×12)，21为密封圈，22为穿线孔，23为通孔，图中的大量无规则分布的小圆点表示磁流变液。
具体实施方式
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
本发明提供的抗沉淀磁流变液阻尼器，静止状态时阻尼器中的磁流变液中的纳米级颗粒的运动可以简化为刚性球颗粒在不可压缩的粘性液体基质中的运动，其会受到自身重力G，浮力Ff，流体粘性阻力Fd和基质液体分子热运动产生的布朗力Fb。磁流变液在静置时的沉淀显然是颗粒所受合力向下所致，改善沉淀的方法一般有材料的和物理的两类，前者包括减小颗粒直径，使用表面活性剂等，后者则可以利用永磁铁使磁流变液在磁场作用下改变颗粒受力状况，使其沿磁力线分布，由于这样的约束为弱约束，所以在活塞上下作往复运动时并不影响其流体特性，同时又有效避免了磁流变液的大规模沉淀，进而使得本文中提出的阻尼器具有较长时间内提供稳定阻尼的能力。
本发明的结构中在活塞下端面中心以小过盈配合装入一颗φ4×2的永磁铁与磁铁套的组合体，在抗沉阀上表面以同样方式在其中心及一定半径的圆周上均匀装入同规格的5(1+4)颗永磁铁与磁铁套的组合体，其效果示意图如图4所示，其中粗线条矩形块代表永磁铁与磁铁套的组合体，带有箭头的曲线为磁力线示意图，其上的箭头为方向，黑色的实心点表示磁流变液中的磁性颗粒。由于磁流变液中的磁性颗粒具有导磁性，故在这些永磁铁相互作用下形成的磁场中，导磁颗粒会沿磁力线分布，进而实现抗沉淀的设计初衷。
上述抗沉淀磁流变阻尼器中各零件之间的配合如图1所示,导向隔磁铝质薄片1,活塞2和活塞用导杆7通过六角头螺栓14(M3×12螺栓)连接，且活塞用导杆7和导向隔磁铝质薄片1,、导向隔磁铝质薄片1和活塞2之间均压入有O型密封圈21；铝质磁铁套4和磁铁5形成组合体，分别安装在活塞2的右表面和抗沉阀3的左表面的既定圆柱凹槽内，带螺纹的底端盖6和缸壁9、上端盖10和缸壁9均通过六角头螺栓13(M3×10螺栓)实现连接；抗沉阀3、底端盖6、上端盖10三者与缸壁9内表面接触的既定位置均压入有O型密封圈21；平端面弹簧8与抗沉阀3、底端盖6上相应的孤岛圆柱连接起来；永磁瓦11与活塞2轴向小间隙配合，径向在误差范围内贴合；漆包线圈12包在永磁瓦11外侧，外缘边界至多与活塞2平齐；活塞用导杆7与上端盖10接触的既定位置压入有O型密封圈21。
其次，上述抗沉淀磁流变阻尼器结构中铝质磁铁套4与磁铁5是通过小过盈配合形成组合体的，铝质磁铁套4为铝材质，质地软，易于实现小过盈配合，又对磁铁有一定隔磁效果，可以减少铝质磁铁套4与磁铁5的组合体对活塞2上通过漆包线圈12产生的磁场的影响。
再次，铝质磁铁套4与磁铁5的组合体通过小过盈配合并兼用金属胶安装在活塞2，抗沉阀3的既定位置上，防止工作过程中铝质磁铁套4与磁铁5的组合体出现脱落。
再次，铝质磁铁套4与磁铁5组合体在活塞2，抗沉阀3的两表面相应位置安装时，同名磁极相对安装以形成相斥磁场。
再次，铝质磁铁套4与磁铁5的组合体在活塞2上的既定位置仅分布1颗，抗沉阀3上既定位置有5颗，且铝质磁铁套4与磁铁5的组合体在活塞2上仅埋入2/3深度，这样的目的是减少对活塞2中由漆包线圈12产生的磁场的影响；而抗沉阀3上中心位置的铝质磁铁套4与磁铁5的组合体则是全埋入，其表面与抗沉阀3左表面的距离等于活塞2上组合体凸出部分的长度。
最后，如图5、图6局部放大图所示，抗沉阀3，带螺纹的底端盖6的孤岛圆柱结构边缘处设计有小凸起环带，防止平端面弹簧8与抗沉阀3，平端面弹簧8与带螺纹的底端盖6出现松脱或相对位移，以便抗沉阀3具有稳定的弹性行程能力。

Claims (3)

1.一种抗沉淀磁流变液阻尼器，包括缸壁，所述缸壁的两端是用螺栓连接的底端盖与上端盖；其特征在于：底端盖内侧通过平端面弹簧与抗沉阀的一侧连接；抗沉阀的另外一侧设置铝质磁铁套，磁铁嵌入所述铝质磁铁套中；抗沉阀与上端盖间的缸壁内充满磁流变液；活塞用导杆的一端穿过上端盖，活塞用导杆的另外一端设置多组活塞，活塞间设置永磁瓦，永磁瓦外缠绕线圈；与抗沉阀对应的活塞面上设置铝质磁铁套，磁铁嵌入所述铝质磁铁套中；活塞用导杆与活塞连接处设置有导向隔磁铝质薄片，所述向隔磁铝质薄片的外径与缸壁内径配合以保证活塞用导杆的轴向滑动精度。
2.根据权利要求1所述的抗沉淀磁流变液阻尼器，其特征在于：铝质磁铁套与磁铁的组合体在活塞上的截面圆心位置分布1颗，抗沉阀的截面上设置5颗，其中抗沉阀截面中心位置为1颗，其余4颗围绕中心的1颗均匀布置；这样分布的上述组合体形成相斥磁场，使得磁流变悬浮液中的磁性颗粒因为受到较稳定的磁性力而按磁力线分布，不会产生沉淀。
3.根据权利要求2所述的抗沉淀磁流变液阻尼器，其特征在于：铝质磁铁套与磁铁的组合体在活塞上埋入2/3深度，而抗沉阀上中心位置的铝质磁铁套与磁铁的组合体则是全埋入。
CN201711002528.2A 2017-10-24 2017-10-24 一种抗沉淀磁流变液阻尼器 Active CN107725663B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711002528.2A CN107725663B (zh) 2017-10-24 2017-10-24 一种抗沉淀磁流变液阻尼器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711002528.2A CN107725663B (zh) 2017-10-24 2017-10-24 一种抗沉淀磁流变液阻尼器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107725663A true CN107725663A (zh) 2018-02-23
CN107725663B CN107725663B (zh) 2019-06-18

Family

ID=61213540

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711002528.2A Active CN107725663B (zh) 2017-10-24 2017-10-24 一种抗沉淀磁流变液阻尼器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107725663B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108591344A (zh) * 2018-05-07 2018-09-28 东北大学 一种用于隧道施工管片安装机的磁流变隔振器
CN110107640A (zh) * 2019-05-27 2019-08-09 江西科技学院 减震器装置及其控制方法
CN110107636A (zh) * 2019-04-25 2019-08-09 江苏大学 一种双向磁流变阻尼调节阀
CN111973405A (zh) * 2020-07-09 2020-11-24 中国科学院深圳先进技术研究院 腿部外骨骼装置及其控制方法
CN114251407A (zh) * 2021-11-18 2022-03-29 广西科技大学 一种o型杆式防沉淀磁流变阻尼器
CN114251406A (zh) * 2021-11-18 2022-03-29 广西科技大学 一种旋转活塞杆式的防沉淀磁流变阻尼器
RU2769591C1 (ru) * 2021-08-05 2022-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН) Магнитореологический демпфер

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1260031A (zh) * 1997-08-04 2000-07-12 劳德公司 具有沉淀稳定性的磁性流变流体装置
KR20120129580A (ko) * 2011-05-20 2012-11-28 김연옥 Ｍｒ댐퍼
CN202833832U (zh) * 2012-10-24 2013-03-27 成都市翻鑫家科技有限公司 一种防止磁流变液沉淀的磁流变液减震器
CN103486188A (zh) * 2013-10-10 2014-01-01 重庆大学 自供电磁流变阻尼器
CN103867630A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 合肥工业大学 具有失效-安全性能的磁流变能量吸收器
CN106594158A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 上海工程技术大学 一种涡轮防沉降式磁流变液阻尼器
CN206159352U (zh) * 2016-11-01 2017-05-10 西京学院 一种主动控制型磁流变液阻尼器
CN106763444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 东南大学 一种防沉淀磁流变阻尼器

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1260031A (zh) * 1997-08-04 2000-07-12 劳德公司 具有沉淀稳定性的磁性流变流体装置
KR20120129580A (ko) * 2011-05-20 2012-11-28 김연옥 Ｍｒ댐퍼
CN202833832U (zh) * 2012-10-24 2013-03-27 成都市翻鑫家科技有限公司 一种防止磁流变液沉淀的磁流变液减震器
CN103486188A (zh) * 2013-10-10 2014-01-01 重庆大学 自供电磁流变阻尼器
CN103867630A (zh) * 2014-04-02 2014-06-18 合肥工业大学 具有失效-安全性能的磁流变能量吸收器
CN206159352U (zh) * 2016-11-01 2017-05-10 西京学院 一种主动控制型磁流变液阻尼器
CN106594158A (zh) * 2016-11-29 2017-04-26 上海工程技术大学 一种涡轮防沉降式磁流变液阻尼器
CN106763444A (zh) * 2016-12-27 2017-05-31 东南大学 一种防沉淀磁流变阻尼器

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108591344A (zh) * 2018-05-07 2018-09-28 东北大学 一种用于隧道施工管片安装机的磁流变隔振器
CN110107636A (zh) * 2019-04-25 2019-08-09 江苏大学 一种双向磁流变阻尼调节阀
CN110107640A (zh) * 2019-05-27 2019-08-09 江西科技学院 减震器装置及其控制方法
CN110107640B (zh) * 2019-05-27 2024-02-09 江西科技学院 减震器装置及其控制方法
CN111973405A (zh) * 2020-07-09 2020-11-24 中国科学院深圳先进技术研究院 腿部外骨骼装置及其控制方法
RU2769591C1 (ru) * 2021-08-05 2022-04-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН) Магнитореологический демпфер
CN114251407A (zh) * 2021-11-18 2022-03-29 广西科技大学 一种o型杆式防沉淀磁流变阻尼器
CN114251406A (zh) * 2021-11-18 2022-03-29 广西科技大学 一种旋转活塞杆式的防沉淀磁流变阻尼器
CN114251406B (zh) * 2021-11-18 2024-03-15 广西科技大学 一种旋转活塞杆式的防沉淀磁流变阻尼器

Also Published As

Publication number Publication date
CN107725663B (zh) 2019-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107725663A (zh) 一种抗沉淀磁流变液阻尼器
CN201173268Y (zh) 磁流变弹性体隔振器
CN102889331B (zh) 阀控恒磁磁流变阻尼器
CN108953467B (zh) 一种具有串联液流通道的阻尼间隙可调式磁流变阻尼器
CN112805489B (zh) 一种双出杆压电-磁流变复合智能阻尼器及其控制方法
CN206496071U (zh) 一种磁流变先导式溢流阀
CN104963986A (zh) 一种具有混合流动式液流通道的磁流变阻尼器
CN205118105U (zh) 一种具有并联式液流通道的磁流变阻尼器
CN204784405U (zh) 一种具有混合流动式液流通道的磁流变阻尼器
CN104595412A (zh) 基于流动模式的双筒结构磁流变减振器
CN206145049U (zh) 一种非对称磁流变阀控阻尼器系统
CN102927191A (zh) 带油针的线圈内置式磁流变减震器
CN203098720U (zh) 双出杆环形磁钢活塞磁流变阻尼器
CN108302152B (zh) 一种具有复杂液流通道结构的磁流变阻尼器
CN102102732B (zh) 无泄漏流体阻尼器
CN110878807B (zh) 内置型混合模式的磁流变阻尼器
CN203516580U (zh) 一种自密封式磁流变阻尼器
CN203413023U (zh) 一种外置励磁线圈磁流变阻尼器
CN107939895A (zh) 提高挤压式磁流变液被动隔振器的阻尼力的方法及隔振器
CN107327533B (zh) 一种磁流变泥阻尼器
CN107654562B (zh) 一种具有失电增阻功能的磁流变液阻尼器
CN207378038U (zh) 一种具有旁通回路的磁流变阻尼器活塞结构
CN103062278B (zh) 阻尼系数可调的永磁式斜拉索磁流变液阻尼器
CN203272813U (zh) 一种插装式电磁阀及使用该电磁阀的插装式电磁阀组
CN204628745U (zh) 一种磁流变先导式溢流阀

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant