CN110173540A - 抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器 - Google Patents

抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，包括缸体、旋转轴、惯性环；旋转轴穿过缸体和惯性环；缸体内有惯性环；惯性环被均分成四块惯性块，惯性块之间通过弹簧连接；惯性环外圈设有导磁环，导磁环被阻磁环分成上导磁环和下导磁环；旋转轴、惯性环和导磁环之间的空隙为磁流变阻尼间隙；磁流变阻尼间隙中注入磁流变液。本发明结构简单，旋转轴旋转，产生离心力，在离心力的作用下，使弹簧变形，使四个惯性块组成的圆的直径发生变化，惯性环与导磁环之间的磁流变阻尼间隙的变化，引起磁力线走向发生变化，从而导致阻尼力变化。

Description

抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及一种阻尼器，尤其涉及一种盘式磁流变液阻尼器。
背景技术
磁流变阻尼器在减震等方面具有广阔的市场前景，磁流变液阻尼器被广泛应用于汽车悬架等，因其具有可调节等优点；减震的原理就是利用磁流变液在磁场中粘度可控可调特性(即磁流变液可实现液态-半固态之间的调节变化)，可通过改变磁场强度来实现阻尼器内部流体特性的变化，实现减振性能的变化。
目前市场上对于圆盘式磁流变阻尼器利用比较少，如果有一般都是通过改变电流的大小来实现改变磁场大小，从而实现改变阻尼力，如公布号CN106051025，公布日2016.10.26，名称为一种基于磁流变弹性体与磁流变液的盘式阻尼器。电流越大，穿过磁流变液体的磁场强度越大，则意味着磁流变液体的流动特性变化空间越大，即也说明磁流变器件的可调性越强，性能越好。然而无论采用的何种线圈，均有最大通电电流上限，即磁流变阻尼器的可控性处于某一范围之内，同时磁场走向也是固定的。
发明内容
本发明提出一种抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，针对旋转轴系的扭振控制、旋转冲击缓冲控制，能有效缓解旋转轴系在高速转动中的扭转振动现象；不仅可以通过磁场强度的变化来实现性能的可控性，也可以通过改变磁场分布状态，改变磁路走向来实现阻尼器性的可调可控性。
本发明所采用的技术方案如下：
抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，包括缸体、旋转轴、惯性环；缸体呈圆环形；旋转轴穿过缸体和惯性环；缸体内有惯性环；惯性环被均分成四块惯性块，惯性块之间通过柔性结构连接；惯性环外圈设有导磁环；导磁环分成上导磁环和下导磁环，上导磁环和下导磁环之间通过双头螺栓固定有阻磁环；导磁环外侧绕有励磁线圈；旋转轴、惯性环和导磁环之间的空隙为磁流变阻尼间隙；磁流变阻尼间隙中注入磁流变液；所述缸体上开有两孔；一个为注液孔，另一个为排气孔；两个孔分别与磁流变阻尼间隙相通。
缸体一侧开有线圈通道。
惯性块之间通过弹簧连接。
注液孔位于旋转轴的一侧，排气孔位于旋转轴的另一侧。
旋转轴采用非导磁材料。
磁流变阻尼间隙分为第一磁流变阻尼间隙和第二磁流变阻尼间隙；第一磁流变阻尼间隙为缸体内壁与惯性环端面之间的距离；第二磁流变阻尼间隙为导磁环与惯性环之间的距离。
当旋转轴运转平稳情况下，惯性环受到离心力小，惯性环的径向位移小，即惯性环与导磁环的径向距离大，不足于实现磁力线的穿透，阻尼器的可控性由第一磁流变阻尼间隙决定，磁力线穿过第一磁流变阻尼间隙、惯性环、缸体，形成闭环磁路。
第一磁流变阻尼间隙，即缸体内壁与惯性环端面的距离为0.5-2.2mm。
当旋转轴系发生瞬时旋转冲击时，惯性环所受离心力大，惯性块之间的柔性结构连接拉升，惯性环发生径向位移，惯性环和导磁环距离缩短，磁力线可以穿透第二磁流变阻尼间隙，即形成二条闭环磁路；一条为磁力线穿过第一磁流变阻尼间隙、惯性环、缸体，形成闭环磁路；另一条为磁力线穿过第二磁流变阻尼间隙、下导磁环、缸体、惯性环，形成闭环磁路。
此时，第一磁流变阻尼间隙，即缸体内壁与惯性环端面的距离为0.5-2.0mm；第二磁流变阻尼间隙，即惯性环和导磁环距离小于2.0mm。
本发明抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，旋转轴穿过缸体和惯性环，惯性环被均分分成四部分，四个惯性块两两之间通过弹簧相连接，形成完整的环形惯性环；旋转轴、惯性环和导磁环之间的空隙为磁流变阻尼间隙；同时，磁流变阻尼间隙分为第一磁流变阻尼间隙和第二磁流变阻尼间隙，磁流变液存在于磁流变阻尼间隙里；磁力线沿着缸体到达旋转轴，旋转轴采用不导磁材料，磁力线沿着导磁材料传导，遇到阻磁环无法通过，只会从磁流变阻尼间隙穿过，由第一磁流变阻尼间隙穿出通过惯性环进入缸体形成闭环磁路；当发生瞬间冲击时，第二磁流变阻尼间隙小于2mm，形成第二条磁路，磁力线通过惯性环，从第二磁流变阻尼间隙穿出，通过下导磁环，到达缸体，形成闭环磁路。在旋转轴两侧的缸体上开两个孔，一个注液孔，另一个用来排气，完成磁流变液灌注。
四个惯性块两两之间通过弹簧相连接，旋转轴旋转，产生离心力，在离心力的作用下，使弹簧拉长，使四个惯性块组成的圆的直径变大，惯性环与导磁环之间的磁流变阻尼间隙的变小，阻尼力变大。
本发明结构简单，工作时可不需改变电流来控制阻尼力大小，根据旋转轴的转速的大小，改变惯性环的直径，通过改变磁流变阻尼间隙，形成不同的闭环磁路，来自动调整输出阻尼力的大小。
附图说明
图1是本发明抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器的横剖结构示意图；
图2是本发明抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器的纵剖结构示意图；
图3是本发明抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器中惯性环的结构示意图；
图4是本发明抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器形成一条磁路线时的示意图；
图5是本发明抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器形成二条磁路线时的示意图。
具体实施方式
以下详细描述本发明的技术方案。本发明实施例仅供说明具体结构，该结构的规模不受实施例的限制。
参阅图1至图5，抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，包括缸体1、旋转轴3、惯性环2；缸体1呈圆环形；缸体1一侧开有线圈通道8；旋转轴3采用非导磁性材料制成。
旋转轴3穿过缸体1和惯性环2；缸体1内有惯性环2；惯性环2被均分成四块惯性块21，惯性块21之间通过弹簧22连接；惯性环2外圈设有导磁环5；导磁环分成上导磁环51和下导磁环52，上导磁环51和下导磁环52之间通过双头螺栓固定有阻磁环7；导磁环5外侧绕有励磁线圈6；旋转轴3、惯性环2和导磁环5之间的空隙为磁流变阻尼间隙4；磁流变阻尼间隙中注入磁流变液；缸体1上于旋转轴的两侧分别开有孔；一个为注液孔11，另一个为排气孔12；两个孔分别与磁流变阻尼间隙4相通。灌注时，两个孔都打开，从一个孔灌注，此时腔内空气从排气孔排出，直至磁流变液灌满，两孔再用螺钉式堵头封住。磁流变阻尼间隙分为第一磁流变阻尼间隙41和第二磁流变阻尼间隙42；第一磁流变阻尼间隙41为缸体1的内壁与惯性环2的端面之间的距离；第二磁流变阻尼间隙42为导磁环5与惯性环2之间的距离。第一磁流变阻尼间隙41为0.5-2.2mm。
当旋转轴系运转较为平稳的工况下，惯性环2所受到的离心力较小，因离心力所致的径向位移较小，即惯性环2和导磁环5的径向距离仍较远，磁力线无法穿透，磁力线只能穿透第一磁流变阻尼间隙41，磁力线穿过第一磁流变阻尼间隙41、惯性环2、缸体1，形成闭环磁路9；第一磁流变阻尼间隙41里的磁流变液决定了阻尼器的可控性能。
当旋转轴系运转发生瞬时旋转冲击时，惯性环2所受的离心力较大，使得惯性环2发生较大的径向位移，导致惯性环2和导磁环5的径向距离缩短，即第一磁流变阻尼间隙小于2.0mm，磁力线可以从惯性环2径向穿出，形成第二条磁路10，磁力线通过惯性环，从第二磁流变阻尼间隙42穿出，通过下导磁环52，到达缸体1，形成第二条闭环磁路10。
旋转冲击载荷下，提供不同磁路走向，使磁流变液的有效作用区域增大，提升了本发明应对瞬时冲击等极端运转工况的缓冲抗振能力。

Claims (10)

1.抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于包括缸体、旋转轴、惯性环；缸体呈圆环形；所述旋转轴穿过所述缸体和所述惯性环；所述缸体内有惯性环；惯性环被均分成四块惯性块，惯性块之间通过柔性结构连接；惯性环外圈设有导磁环；导磁环分成上导磁环和下导磁环，上导磁环和下导磁环之间通过双头螺栓固定有阻磁环；导磁环外侧绕有励磁线圈；所述旋转轴、所述惯性环和所述导磁环之间的空隙为磁流变阻尼间隙；磁流变阻尼间隙中注入磁流变液；所述缸体上开有两孔；一个为注液孔，另一个为排气孔；两个孔分别与磁流变阻尼间隙相通。
2.根据权利要求1所述的抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于所述的缸体一侧开有线圈通道。
3.根据权利要求1所述的抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于所述的惯性块之间通过弹簧连接。
4.根据权利要求1所述的抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于所述的注液孔位于旋转轴的一侧，排气孔位于旋转轴的另一侧。
5.根据权利要求1所述的抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于所述的旋转轴采用非导磁材料。
6.根据权利要求1所述的抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于所述的磁流变阻尼间隙分为第一磁流变阻尼间隙和第二磁流变阻尼间隙；第一磁流变阻尼间隙为缸体内壁与惯性环端面之间的距离；第二磁流变阻尼间隙为所述导磁环与所述惯性环之间的距离。
7.根据权利要求1所述的抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于：旋转轴运转平稳情况下，所述的惯性环受到离心力小，惯性环的径向位移小，即惯性环与导磁环的径向距离大，不足于实现磁力线的穿透，阻尼器的可控性由第一磁流变阻尼间隙决定，磁力线穿过第一磁流变阻尼间隙、惯性环、缸体，形成闭环磁路。
8.根据权利要求7所述的一种抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器的调控方法，其特征在于所述第一磁流变阻尼间隙，即缸体内壁与惯性环端面的距离为0.5-2.2mm。
9.根据权利要求1所述的抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器，其特征在于：旋转轴系发生瞬时旋转冲击时，所述惯性环所受离心力大，惯性块之间的柔性结构连接拉升，惯性环发生径向位移，惯性环和导磁环距离缩短，磁力线可以穿透第二磁流变阻尼间隙，即形成二条闭环磁路；一条为磁力线穿过第一磁流变阻尼间隙、惯性环、缸体，形成闭环磁路；另一条为磁力线穿过第二磁流变阻尼间隙、下导磁环、缸体、惯性环，形成闭环磁路。
10.根据权利要求9所述的一种抗扭冲的圆盘式磁流变阻尼器的调控方法，其特征在于所述第一磁流变阻尼间隙，即缸体内壁与惯性环端面的距离为0.5-2.0mm；第二磁流变阻尼间隙，即惯性环和导磁环距离小于2.0mm。
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