CN108980260B - 一种磁流变阻尼器及磁流变液灌注方法 - Google Patents

Abstract

一种磁流变阻尼器及磁流变液灌注方法，包括转子，转子通过键连接在传动轴上，转子的前后侧面分别设置前端盖和后端盖，转子的外部设置外壳，前端盖、后端盖、外壳固定在一起形成定子；前端盖和后端盖沿传动轴轴向分布；前端盖和后端盖内分别缠绕前励磁线圈和后励磁线圈，前端盖与转子的前侧面之间设置前隔磁环，后端盖与转子的后侧面之间设置后隔磁环；外壳上设置至少三个注液孔，每个注液孔均通过密封盖密封。本发明中磁流变阻尼器选取适当位置布置了至少三个灌注孔，在已有技术方案的基础上，优化了灌注孔的位置和数量，保证了注液过程中至少有一个灌注孔还可以作为排气孔使用，且灌注孔的位置设计合理。

Description

一种磁流变阻尼器及磁流变液灌注方法

技术领域

本发明涉及一种磁流变阻尼器及其磁流变液灌注方法，尤其是一种具有阻尼力矩大、灌装充分性要求高等特征的旋转式磁流变阻尼器及其磁流变液的简易灌注方法。

背景技术

磁流变阻尼器的磁流变液灌注间隙一般设计在1—2mm之间，设计大力矩的磁流变阻尼器需要灌注磁流变液较多，由于磁流变液灌注空间间隙小，而磁流变液粘度大流动性差，致使灌注完成仍留有空隙、难以充分灌注，且磁流变液腔内容易存留气泡，严重影响磁流变阻尼器的出力及温度稳定性等设计性能。

目前已有技术方案，一般为将开有注液孔的一面向上，利用注射器经螺钉孔注入磁流变液，期间不断的转动转子，促进磁流变液流动，但其排气不良，阻尼器腔内气泡难以顺利排出，因此在注液腔内残留了大量气泡，磁流变液难以完全充满液腔空间，这种常见的简易灌装方法排气不通畅，灌装需要时间长且灌装效果不佳。

申请号为201410579879.X，名称为一种磁流变阻尼器的磁流变液真空灌注方法，使用了一种真空灌注系统，包括一个灌注台架，若干注液管道以及一个抽真空系统。利用了真空压缩原理，使磁流变液在大气压作用下被压进磁流变阻尼器空腔内，实现无气隙、无气泡充填。该技术方案虽然取得了较好的灌注效果，但是其灌注装置及方法设计过于复杂、成本高昂。因此尚需进一步寻求一种简易的解决方案，改善灌注质量。

发明内容

本发明提供一种具有多灌注孔的磁流变阻尼器以及一种便于实施且灌注质量好的磁流变液灌注方法。

本发明采用以下技术方案：

一种磁流变阻尼器，包括转子，转子通过键连接在传动轴上，转子的前后侧面分别设置前端盖和后端盖，转子的外部设置外壳，前端盖、后端盖、外壳固定在一起形成定子；所述前端盖和后端盖沿传动轴轴向分布；

前端盖和后端盖内分别缠绕前励磁线圈和后励磁线圈，前端盖与转子的前侧面之间设置前隔磁环，后端盖与转子的后侧面之间设置后隔磁环；

所述外壳上设置至少三个注液孔，每个注液孔均通过密封盖密封。

所述外壳的顶部设置至少两个上注液孔，两个注液孔通过密封盖密封，所述外壳的底部设置至少一个下注液孔，下注液孔通过下密封盖密封。

所述转子具有形成轴对称截面的外圆环和内圆环，外圆环和内圆环之间通过中肋板连接，传动轴穿过内圆环。

所述前励磁线圈和后励磁线圈分别缠绕于转子外圆环侧部的前端盖和后端盖内。

所述前隔磁环和后隔磁环位于转子的中肋板的两侧或者位于转子的内圆环和中肋板的两侧，且前隔磁环和后隔磁环的外边缘与转子外圆环的内侧面之间具有设定距离。

所述转子外圆环的外侧沿传动轴的轴向设置不少于一条的突起带。

所述转子外圆环的侧部与前端盖和后端盖之间均设置有密封环。

一种磁流变阻尼器的磁流变液灌注方法， 包括：

ST1：打开磁流变阻尼器上部的两个上注液孔的上密封盖和下部的一个下注液孔的下密封盖，将软管的一端连接下注液孔，软管的另一端连接注射器开始实施灌注，直至上注液孔中的至少一个有磁流变液开始溢出为止，用下密封盖密封下注液孔；

ST2：通过穿过磁流变阻尼器的转动轴带动磁流变阻尼器的转子转动，从两个上注液孔排出阻尼器腔内气体，使上两个上注液孔内磁流变液液面下降，直至其液面不再降低或者下降幅度位于设定范围内为止；

ST3：软管连接两个上注液孔中的一个继续实施灌注，同时转动转子，直至两个上注液孔中的至少一个有磁流变液再次溢出且无气体排出为止，使用上密封盖密封两个上注液孔。

本发明的有益效果：

（1）本发明中磁流变阻尼器选取适当位置布置了至少三个灌注孔，优化了灌注孔的位置和数量，保证了注液过程中至少有一个灌注孔还可以作为排气孔使用，且灌注孔的位置设计合理；

（2）本发明灌注方法容易掌握和实现，其使用灌注装置简单，成本低廉；本技术方案，由于三个灌注孔的设计使用，便于灌注过程中起气泡的顺畅排除，降低了灌注的阻力，灌注效果好、质量高；

（3）本发明灌注方法利用了两种压力推送磁流变液，其一为注射器的推动压力，该压力不稳定，但灌注速度快；二是利用连通器原理的高低压，该压力稳定，且灌注过程平顺均匀；两种压力共同作用使灌注过程中流动性和均匀性都得到了适当的匹配，减少了气泡的产生，提高了灌注的充分性；

（4）磁流变液本身流动性差，采用两个位置分步灌注的方法，降低了从单一注液孔灌注至全部液腔的难度，缩短了从单一注液孔位置流动到对称部位的流动距离，从而减少了灌注时间，提高了灌注效率。

附图说明

图1为本发明阻尼器实施例的半剖视图。

图2为转子示意图。

图3为本发明灌注方法实施例中从下部灌注孔灌注时的示意图。

图4为本发明灌注方法实施例中从上部灌注孔灌注时的示意图。

图中：1-转子；2-前端盖；3-传动轴；4-前隔磁环；5-前励磁线圈；6-密封环，7-软管，8-注射器；9-轴承盖；10-后励磁线圈；11-后隔磁环；12-轴承；13-密封圈；14-后端盖；15-外壳；17-突起带， 21-上注液孔Ⅰ；22 -上密封盖Ⅰ；31-上注液孔Ⅱ；32-上密封盖Ⅱ；41-下注液孔；42-下密封盖。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种磁流变阻尼器，包括转子1，转子1通过键连接在传动轴3上，转子1的前后侧面分别设置前端盖2和后端14，转子1的外部设置外壳15，前端盖2、后端盖14、外壳15固定在一起形成定子；前端盖2和后端盖14沿传动轴3轴向分布。

前端盖2和后端盖14内分别缠绕前励磁线圈5和后励磁线圈10，前端盖2与转子1的前侧面之间设置前隔磁环4，后端盖14与转子1的后侧面之间设置后隔磁环11。

外壳15上设置至少三个注液孔，每个注液孔均通过密封盖密封。至少三个注液孔的分布为：外壳15的顶部设置至少两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23，两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23分别通过上密封盖Ⅰ22、上密封盖Ⅱ32密封，外壳15的底部设置至少一个下注液孔41，下注液孔41通过下密封盖42密封。

本发明的转子1可设置为外圆环和内圆环的结构，外圆环的内侧面和内圆环的外侧面之间通过中肋板连接，传动轴3穿过内圆环后，键连接内圆环，沿传动轴3轴向的剖面设置为主剖面，主剖面为轴对称截面，且通过内圆环、外圆环和中肋板形成两个对称的工字型截面。即转子1沿传动轴3轴向的剖面为以传动轴3为对称轴的轴对称截面，且形成轴对称截面的单侧截面为工字型截面。

转子1外圆环的柱面外部沿传动轴3的轴向设置不少于一条的突起带15，如图2所示，设置为均匀分布的三条，突起带截面形状为圆弧边角梯形，其高度可设置为0.3mm，阻尼器长时间不使用时，突起带可以对磁流变液进行预先搅拌，对提升阻尼器性能具有一定效果。

转子1外圆环的侧部与前端盖2和后端盖14之间均设置有0型密封环6。转子1与前端盖2和后端盖14之间的传动轴3上均设置有轴承12和密封圈13，密封圈13设置在轴承12侧部，轴承外部通过轴承盖9封闭。

如图1所示，为了达到较好的效果，本发明中，前励磁线圈5和后励磁线圈10分别缠绕于转子1外圆环侧部的前端盖2和后端盖14内，具体来说，前隔磁环4和后隔磁环11位于转子1的中肋板的两侧或者位于转子1的内圆环和中肋板的两侧、靠近传动轴3的位置，且前隔磁环4和后隔磁环11的外侧与转子1的外圆环的内侧之间具有设定距离，该设定距离可依据需要设置，使得转子1未缠绕隔磁环、且能够使励磁线圈产生的磁力线通过的工作区域部分的截面具有T型结构，使阻尼器具有多个工作区域。

上述的转子1剖面为轴对称截面，单侧为工字型截面，结合了圆盘式和圆筒式结构阻尼器的结构特点，工作区域截面具有T型结构，使阻尼器具有多个工作区域，在不增加转子体积的情况下，有效增大了转子工作面积，且减小了转子的转动惯量。前隔磁环和后隔磁环的结构与位置布置，能够优化磁力线走向，使磁力线集中通过工作半径较大的区域，使工作区域集中于阻尼半径较大的区域，工作区域分布更加合理，有利于提升阻尼器的阻尼力矩。转子外圆环外部柱面设置若干条沿圆周分布的突起带，阻尼器长时间不使用时，可以对磁流变液进行预先搅拌，对改善磁流变液沉降问题对阻尼器性能影响具有较好的效果。

本发明还提供一种磁流变液灌注的方法，可以为上述结构的磁流变阻尼器进行磁流变液的灌注，采用注射器8和软管7实施灌注，灌注时，软管7一端连接注射器8，另一端连接阻尼器上已打开密封盖的注液孔，并将注射器8抬升至阻尼器上注液孔以上的高度，进行注液。

该方法包括以下步骤：

ST1：打开两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23的上密封盖Ⅰ22、上密封盖Ⅱ32和一个下注液孔41的下密封盖42，将软管7的一端连接下注液孔41，软管7的另一端连接注射器8开始实施灌注，直至上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23中的至少一个有磁流变液开始溢出为止，用下密封盖42密封下注液孔41；

ST2：通过转动轴3带动转子1转动，从两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23排出阻尼器腔内气体，使上两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23内磁流变液液面下降，直至其液面不再降低或者下降幅度位于设定范围内为止；

ST3：软管7连接两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23中的一个继续实施灌注，同时转动转子1，直至两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23中的至少一个有磁流变液再次溢出且无气体排出为止，使用上密封盖Ⅰ22、上密封盖Ⅱ32密封两个上注液孔Ⅰ21、上注液孔Ⅱ23。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种磁流变阻尼器的磁流变液灌注方法，其特征在于，包括：

ST1：打开磁流变阻尼器上部的两个上注液孔的上密封盖和下部的一个下注液孔（41）的下密封盖（42），将软管（7）的一端连接下注液孔（41），软管（7）的另一端连接注射器（8）开始实施灌注，直至上注液孔中的至少一个有磁流变液开始溢出为止，用下密封盖（42）密封下注液孔（41）；

ST2：通过传动轴（3）带动转子（1）转动，从两个上注液孔排出阻尼器腔内气体，使两个上注液孔内磁流变液液面下降，直至其液面不再降低或者下降幅度位于设定范围内为止；

ST3：软管（7）连接两个上注液孔中的一个继续实施灌注，同时转动转子（1），直至两个上注液孔中的至少一个有磁流变液再次溢出且无气体排出为止，使用上密封盖密封两个上注液孔；

一种磁流变阻尼器，包括转子（1），转子（1）通过键连接在传动轴（3）上，转子（1）的前后侧面分别设置前端盖（2）和后端盖（14），转子（1）的外部设置外壳（15），前端盖（2）、后端盖（14）、外壳（15）固定在一起形成定子；所述前端盖（2）和后端盖（14）沿传动轴（3）轴向分布；

前端盖（2）和后端盖（14）内分别缠绕前励磁线圈（5）和后励磁线圈（10），前端盖（2）与转子（1）的前侧面之间设置前隔磁环（4），后端盖（14）与转子（1）的后侧面之间设置后隔磁环（11）；

所述外壳（15）上设置至少三个注液孔，每个注液孔均通过密封盖密封；

所述转子（1）外圆环的外侧沿传动轴（3）的轴向设置不少于一条的突起带（17）；

所述外壳（15）的顶部设置至少两个上注液孔，两个上注液孔通过上密封盖密封，所述外壳（15）的底部设置至少一个下注液孔（41），下注液孔（41）通过下密封盖（42）密封。

2.根据权利要求1所述的一种磁流变阻尼器的磁流变液灌注方法，其特征在于：所述转子（1）具有形成轴对称截面的外圆环和内圆环，外圆环和内圆环之间通过中肋板连接，传动轴（3）穿过内圆环。

3.根据权利要求2所述的一种磁流变阻尼器的磁流变液灌注方法，其特征在于：所述前励磁线圈（5）和后励磁线圈（10）分别缠绕于转子（1）外圆环侧部的前端盖（2）和后端盖（14）内。

4.根据权利要求2所述的一种磁流变阻尼器的磁流变液灌注方法，其特征在于：所述前隔磁环（4）和后隔磁环（11）位于转子（1）的中肋板的两侧或者位于转子（1）的内圆环和中肋板的两侧，且前隔磁环（4）和后隔磁环（11）的外边缘与转子（1）外圆环的内侧面之间具有设定距离。

5.根据权利要求3所述的一种磁流变阻尼器的磁流变液灌注方法，其特征在于：所述转子（1）外圆环的侧部与前端盖（2）和后端盖（14）之间均设置有密封环（6）。