CN110966338A - 一种迷宫型混合式磁流变减振器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种迷宫型混合式磁流变减振器,包括工作缸、活塞杆、活塞体、磁流变液、永磁体定位环、永磁体环Ⅰ、永磁体环Ⅱ、永磁体环Ⅲ、永磁体环Ⅳ;所述的活塞体为阶梯轴状。本发明能够解决现有阻尼力较小等问题,同时实现了减少工作用磁流变液体积量,大大提高磁流变阻尼力,具有所需的磁流变液用量少且磁流变效应显著的优点。
Description
技术领域
本发明属于磁流变技术领域,具体涉及一种迷宫型混合式磁流变减振器。
背景技术
磁流变减振器是应用了磁流变液这种可控流体的新型减振器。在不同磁场下,磁流变液剪切屈服强度不同,迫使磁流变液流动的剪切力也不一样,也就是说磁流变减振器所提供的阻尼力是可变的。因而,通过控制外加磁场,便可达到磁流变减振器阻尼力可调的目的。正是由于磁流变减振器具有这一重要工程应用价值,目前已引起业界对磁流变减振器的广泛研究。
根据磁流变液的流动模式,磁流变减振器可分为剪切式、阀式、挤压式以及两种模式的混合工作模式。 其他现有技术的磁流变减振器,也存在多种技术问题,如磁流变液的利用率不高,磁流变液易发生沉淀堵塞;缸和活塞之间的有效工作面积较小等。
发明内容
本发明的目的是提供一种迷宫型混合式磁流变减振器,该磁流变减振器能够解决现有技术存在的问题,能够大大提高磁流变液利用率,磁流变液不易发生沉淀堵塞,结合剪切和挤压的混合工作模式,大大提高了阻尼力和阻尼效果,提高磁流变阻尼器的工作可靠性和寿命 。
本发明的技术方案如下:
所述的迷宫型混合式磁流变减振器,包括工作缸、活塞杆、活塞体、磁流变液、永磁体定位环、永磁体环Ⅰ、永磁体环Ⅱ、永磁体环Ⅲ、永磁体环Ⅳ;
所述的活塞体为阶梯轴状,中间的是一级轴,其半径最大,一级轴左右两侧依次设有一组以上的次级轴,以一级轴向左右两边方向,各个次级轴的半径依次递减;
所述的工作缸的左右端壁上分别设有活塞杆孔,所述的活塞杆的两端分别通过活塞孔穿出工作缸的左右两端面,能够沿着活塞孔相对于工作缸滑动;所述的活塞体设于工作缸内,活塞体与活塞杆的中部固定连接,活塞体与活塞杆的轴线重合;
所述的工作缸的内壁形状对应活塞体的结构设计,也包含对应一级轴的一级环槽和对应各个次级轴的次级环槽;
所述的活塞体的各个次级轴的外圆面上设有永磁体环槽Ⅰ,该永磁体环槽Ⅰ内设有永磁体环Ⅰ,所述的永磁体环Ⅰ的外圆面与相应的次级轴的外圆面齐平;所述的工作缸的各个次级环槽的端面上设有永磁体环槽Ⅱ,该永磁体环槽Ⅱ内设有永磁体环Ⅱ,所述的永磁体环Ⅱ的端面与相应的次级环槽的端面齐平;所述的活塞体上各个次级轴的端面、外圆面与其对应的工作缸的各个次级环槽的内壁、内圆面之间留有间隙;
所述的一级轴的左右端面上分别设有永磁体环槽Ⅲ,该永磁体环槽Ⅲ内设有永磁体环Ⅲ,所述的永磁体环Ⅲ的端面与一级轴的端面齐平;所述的工作缸的一级环槽的内圆面上设有永磁体定位环,永磁体定位环的左右端面与一级环槽左右内壁接触;所述的永磁体定位环上设有永磁体环槽Ⅳ,该永磁体环槽Ⅳ内设置永磁体环Ⅳ,永磁体环Ⅳ的内圆面与永磁体定位环的内圆面齐平;
所述的一级轴的外圆面与永磁体定位环的内圆面相对应,它们之间留有间隙;所述的一级轴的左右端面与一级环槽的左右内壁之间留有间隙;所述的磁流变液填充于各个间隙中。
所述的永磁体定位环内圆面上设有多组永磁体环槽Ⅳ和永磁体环Ⅳ;各组永磁体环槽Ⅳ和永磁体环Ⅳ之间等距间隔分布;各个永磁体环Ⅳ均为轴向充磁型永磁体,且各个永磁体环Ⅳ的磁力线方向相同。
所述的各个永磁体环Ⅰ均为径向充磁型永磁体,以一级轴为分界,左侧的各个永磁体环Ⅰ的磁力线方向相同,右侧的各个永磁体环Ⅰ的磁力线方向相同,左侧的永磁体环Ⅰ与右侧的永磁体环Ⅰ的磁力线方向相反;
所述的各个永磁体环Ⅱ均为轴向充磁型永磁体,各个永磁体环Ⅱ的磁力线方向相同,并且,永磁体环Ⅱ与永磁体环Ⅳ的磁力线方向相反;
所述的一级轴的左端面上设置的永磁体环Ⅲ和一级轴的右端面上设置的永磁体环Ⅲ均为轴向充磁型永磁体,并且它们的磁力线方向相反;并且,一级轴的左端面上的永磁体环Ⅲ与永磁体环Ⅳ的磁力线方向相反。
所述的工作缸和活塞体均由导磁材料制成。
所述的活塞体上各个次级轴的端面、外圆面与其对应的工作缸的各个次级环槽的内壁、内圆面之间的间隙大小为0.3mm-20mm;
所述的一级轴的外圆面与永磁体定位环的内圆面之间的间隙大小为0.3mm-20mm;所述的一级轴的左右端面与一级环槽的左右内壁之间的间隙大小为0.3mm-20mm。
所述的活塞孔的内圆面上设有密封圈槽Ⅰ,该密封圈槽Ⅰ中设有密封圈Ⅰ。
所述的工作缸由相互对称的两个半缸组成,两个半缸之间通过内六角圆柱头螺钉连接,其连接处位于一级环槽处,所述的永磁体定位环的左右端面上设有密封圈槽Ⅱ,该密封圈槽Ⅱ中设有密封圈Ⅱ。
所述的活塞杆的两端设有用于安装的吊环。
所述的活塞杆的中部为螺纹杆,通过该螺纹杆与活塞体螺纹连接。
本发明通过将活塞与外壳内外壁设计为阶梯迷宫状,活塞阶梯外壁与外壳阶梯内壁相配合从而形成轴向和径向阻尼通道,增大了阻尼通道长度。在工作缸内壁的阶梯环槽的端壁上开设轴向的环槽,放置轴向充磁永磁体。同时,在活塞阶梯的外壁上开设轴向和径向的环槽,并分别放置轴向和径向充磁永磁体,从而实现剪切和挤压组合形式的一种迷宫型混合式磁流变减振器。
本发明阻尼通道较长,缸和活塞之间的有效工作面积较大,大大提高磁流变液利用率,磁流变液不易发生沉淀堵塞,结合剪切和挤压的混合工作模式,大大提高了阻尼力和阻尼效果,提高磁流变阻尼器的工作可靠性和寿命。
附图说明
图1为本发明所述的磁流变减振器的结构示意图;
图中各序号标示及对应的名称如下:
1-工作缸,2-活塞杆,3-活塞体,4-磁流变液,5-永磁体定位环,6-永磁体环Ⅰ,7-永磁体环Ⅱ,8-永磁体环Ⅲ,9-永磁体环Ⅳ,10-一级轴,11-一级环槽,12-螺纹杆,13-密封圈Ⅰ,14-半缸,15-六角圆柱头螺钉,16-密封圈Ⅱ,17-吊环。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示, 所述的迷宫型混合式磁流变减振器,包括工作缸1、活塞杆2、活塞体3、磁流变液4、永磁体定位环5、永磁体环Ⅰ6、永磁体环Ⅱ7、永磁体环Ⅲ8、永磁体环Ⅳ9;
所述的活塞体3为阶梯轴状,中间的是一级轴10,其半径最大,一级轴10左右两侧依次设有一组以上的次级轴,以一级轴10向左右两边方向,各个次级轴的半径依次递减;
所述的工作缸1的左右端壁上分别设有活塞杆孔,所述的活塞杆2的两端分别通过活塞孔穿出工作缸1的左右两端面,能够沿着活塞孔相对于工作缸1滑动;所述的活塞体3设于工作缸1内,活塞体3与活塞杆2的中部固定连接,活塞体3与活塞杆2的轴线重合;
所述的工作缸1的内壁形状对应活塞体3的结构设计,也包含对应一级轴10的一级环槽11和对应各个次级轴的次级环槽;
所述的活塞体3的各个次级轴的外圆面上设有永磁体环槽Ⅰ,该永磁体环槽Ⅰ内设有永磁体环Ⅰ6,所述的永磁体环Ⅰ6的外圆面与相应的次级轴的外圆面齐平;所述的工作缸1的各个次级环槽的端面上设有永磁体环槽Ⅱ,该永磁体环槽Ⅱ内设有永磁体环Ⅱ7,所述的永磁体环Ⅱ7的端面与相应的次级环槽的端面齐平;所述的活塞体3上各个次级轴的端面、外圆面与其对应的工作缸1的各个次级环槽的内壁、内圆面之间留有间隙;
所述的一级轴10的左右端面上分别设有永磁体环槽Ⅲ,该永磁体环槽Ⅲ内设有永磁体环Ⅲ8,所述的永磁体环Ⅲ8的端面与一级轴10的端面齐平;所述的工作缸1的一级环槽11的内圆面上设有永磁体定位环5,永磁体定位环5的左右端面与一级环槽11左右内壁接触;所述的永磁体定位环5上设有永磁体环槽Ⅳ,该永磁体环槽Ⅳ内设置永磁体环Ⅳ9,永磁体环Ⅳ9的内圆面与永磁体定位环5的内圆面齐平;
所述的一级轴10的外圆面与永磁体定位环5的内圆面相对应,它们之间留有间隙;所述的一级轴10的左右端面与一级环槽11的左右内壁之间留有间隙;所述的磁流变液(4)填充于各个间隙中。
所述的永磁体定位环5内圆面上设有多组永磁体环槽Ⅳ和永磁体环Ⅳ9;各组永磁体环槽Ⅳ和永磁体环Ⅳ9之间等距间隔分布;各个永磁体环Ⅳ9均为轴向充磁型永磁体,且各个永磁体环Ⅳ9的磁力线方向相同。
所述的各个永磁体环Ⅰ6均为径向充磁型永磁体,以一级轴10为分界,左侧的各个永磁体环Ⅰ6的磁力线方向相同,右侧的各个永磁体环Ⅰ6的磁力线方向相同,左侧的永磁体环Ⅰ6与右侧的永磁体环Ⅰ6的磁力线方向相反;
所述的各个永磁体环Ⅱ7均为轴向充磁型永磁体,各个永磁体环Ⅱ7的磁力线方向相同,并且,永磁体环Ⅱ7与永磁体环Ⅳ9的磁力线方向相反;
所述的一级轴10的左端面上设置的永磁体环Ⅲ8和一级轴10的右端面上设置的永磁体环Ⅲ8均为轴向充磁型永磁体,并且它们的磁力线方向相反;并且,一级轴10的左端面上的永磁体环Ⅲ8与永磁体环Ⅳ9的磁力线方向相反。
所述的工作缸1和活塞体3均由导磁材料制成。
所述的活塞体3上各个次级轴的端面、外圆面与其对应的工作缸1的各个次级环槽的内壁、内圆面之间的间隙大小为0.3mm-20mm;
所述的一级轴10的外圆面与永磁体定位环5的内圆面之间的间隙大小为0.3mm-20mm;所述的一级轴10的左右端面与一级环槽11的左右内壁之间的间隙大小为0.3mm-20mm。
所述的活塞孔的内圆面上设有密封圈槽Ⅰ,该密封圈槽Ⅰ中设有密封圈Ⅰ13。
所述的工作缸1由相互对称的两个半缸14组成,两个半缸14之间通过内六角圆柱头螺钉15连接,其连接处位于一级环槽11处,所述的永磁体定位环5的左右端面上设有密封圈槽Ⅱ,该密封圈槽Ⅱ中设有密封圈Ⅱ16。
所述的活塞杆2的两端设有用于安装的吊环17。
所述的活塞杆2的中部为螺纹杆12,通过该螺纹杆12与活塞体3螺纹连接。
Claims (9)
1.一种迷宫型混合式磁流变减振器,包括工作缸(1)、活塞杆(2)、活塞体(3)、磁流变液(4)、永磁体定位环(5)、永磁体环Ⅰ(6)、永磁体环Ⅱ(7)、永磁体环Ⅲ(8)、永磁体环Ⅳ(9),其特征在于:
所述的活塞体(3)为阶梯轴状,中间的是一级轴(10),其半径最大,一级轴(10)左右两侧依次设有一组以上的次级轴,以一级轴(10)向左右两边方向,各个次级轴的半径依次递减;
所述的工作缸(1)的左右端壁上分别设有活塞杆孔,所述的活塞杆(2)的两端分别通过活塞孔穿出工作缸(1)的左右两端面,能够沿着活塞孔相对于工作缸(1)滑动;所述的活塞体(3)设于工作缸(1)内,活塞体(3)与活塞杆(2)的中部固定连接,活塞体(3)与活塞杆(2)的轴线重合;
所述的工作缸(1)的内壁形状对应活塞体(3)的结构设计,也包含对应一级轴(10)的一级环槽(11)和对应各个次级轴的次级环槽;
所述的活塞体(3)的各个次级轴的外圆面上设有永磁体环槽Ⅰ,该永磁体环槽Ⅰ内设有永磁体环Ⅰ(6),所述的永磁体环Ⅰ(6)的外圆面与相应的次级轴的外圆面齐平;所述的工作缸(1)的各个次级环槽的端面上设有永磁体环槽Ⅱ,该永磁体环槽Ⅱ内设有永磁体环Ⅱ(7),所述的永磁体环Ⅱ(7)的端面与相应的次级环槽的端面齐平;所述的活塞体(3)上各个次级轴的端面、外圆面与其对应的工作缸(1)的各个次级环槽的内壁、内圆面之间留有间隙;
所述的一级轴(10)的左右端面上分别设有永磁体环槽Ⅲ,该永磁体环槽Ⅲ内设有永磁体环Ⅲ(8),所述的永磁体环Ⅲ(8)的端面与一级轴(10)的端面齐平;所述的工作缸(1)的一级环槽(11)的内圆面上设有永磁体定位环(5),永磁体定位环(5)的左右端面与一级环槽(11)左右内壁接触;所述的永磁体定位环(5)上设有永磁体环槽Ⅳ,该永磁体环槽Ⅳ内设置永磁体环Ⅳ(9),永磁体环Ⅳ(9)的内圆面与永磁体定位环(5)的内圆面齐平;
所述的一级轴(10)的外圆面与永磁体定位环(5)的内圆面相对应,它们之间留有间隙;所述的一级轴(10)的左右端面与一级环槽(11)的左右内壁之间留有间隙;所述的磁流变液(4)填充于各个间隙中。
2.如权利要求1所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:所述的永磁体定位环(5)内圆面上设有多组永磁体环槽Ⅳ和永磁体环Ⅳ(9);各组永磁体环槽Ⅳ和永磁体环Ⅳ(9)之间等距间隔分布;各个永磁体环Ⅳ(9)均为轴向充磁型永磁体,且各个永磁体环Ⅳ(9)的磁力线方向相同。
3.如权利要求3所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:
所述的各个永磁体环Ⅰ(6)均为径向充磁型永磁体,以一级轴(10)为分界,左侧的各个永磁体环Ⅰ(6)的磁力线方向相同,右侧的各个永磁体环Ⅰ(6)的磁力线方向相同,左侧的永磁体环Ⅰ(6)与右侧的永磁体环Ⅰ(6)的磁力线方向相反;
所述的各个永磁体环Ⅱ(7)均为轴向充磁型永磁体,各个永磁体环Ⅱ(7)的磁力线方向相同,并且,永磁体环Ⅱ(7)与永磁体环Ⅳ(9)的磁力线方向相反;
所述的一级轴(10)的左端面上设置的永磁体环Ⅲ(8)和一级轴(10)的右端面上设置的永磁体环Ⅲ(8)均为轴向充磁型永磁体,并且它们的磁力线方向相反;并且,一级轴(10)的左端面上的永磁体环Ⅲ(8)与永磁体环Ⅳ(9)的磁力线方向相反。
4.如权利要求1所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:所述的工作缸(1)和活塞体(3)均由导磁材料制成。
5.如权利要求1所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:
所述的活塞体(3)上各个次级轴的端面、外圆面与其对应的工作缸(1)的各个次级环槽的内壁、内圆面之间的间隙大小为0.3mm-20mm;
所述的一级轴(10)的外圆面与永磁体定位环(5)的内圆面之间的间隙大小为0.3mm-20mm;所述的一级轴(10)的左右端面与一级环槽(11)的左右内壁之间的间隙大小为0.3mm-20mm。
6.如权利要求1所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:所述的活塞孔的内圆面上设有密封圈槽Ⅰ,该密封圈槽Ⅰ中设有密封圈Ⅰ(13)。
7.如权利要求1所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:所述的工作缸(1)由相互对称的两个半缸(14)组成,两个半缸(14)之间通过内六角圆柱头螺钉(15)连接,其连接处位于一级环槽(11)处,所述的永磁体定位环(5)的左右端面上设有密封圈槽Ⅱ,该密封圈槽Ⅱ中设有密封圈Ⅱ(16)。
8.如权利要求1所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:所述的活塞杆(2)的两端设有用于安装的吊环(17)。
9.如权利要求1所述的迷宫型混合式磁流变减振器,其特征在于:所述的活塞杆(2)的中部为螺纹杆(12),通过该螺纹杆(12)与活塞体(3)螺纹连接。
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