CN111255849A - 一种嵌入型剪切式磁流变减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供一种嵌入型剪切式磁流变减振器，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、线圈。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

一种嵌入型剪切式磁流变减振器
技术领域
本发明属于磁流变技术领域，具体涉及一种嵌入型剪切式磁流变减振器。
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，通过控制外加电流产生的磁场，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，其中的剪切阀式磁流变减振器的应用最为普遍。(附：参考文献CN221510346926，221410425759.4），参考文献中的专利具有阻尼力小可靠性低等缺点，阻尼力大小还需进一步提高以满足实际工况的需求。
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，磁流变液易沉淀堵塞，阻尼力调节范围固定，不能灵活调节，有时发生通电线圈失效，不能保证工作稳定等问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种嵌入型剪切式磁流变减振器，该磁流变减振器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。
本发明的技术方案如下：
所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，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、有线圈；
所述的活塞杆的两端分别通过活塞杆孔穿出工作缸的左右两端面，能够沿着活塞杆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；
所述的活塞体的左右端面的外侧边沿上分别设有凸环I，所述的凸环I的外圆面与活塞体的外圆面齐平，凸环I与活塞体共同组成的外圆面上设有线圈环槽，该线圈环槽内设有线圈；
所述的活塞体的左右端面上还分别间隔设置多个凸环Ⅱ，所述的凸环I和凸环Ⅱ之间，以及各个凸环Ⅱ之间形成环形凹槽I；所述的各个凸环Ⅱ上的端面上均套装有永磁体环I，各个永磁体环I的端面上均套装凸环Ⅲ；各个凸环Ⅱ的内外圆面分别和套在其上的永磁体环I，以及套在该永磁体环I上的凸环Ⅲ的内外圆面齐平；
所述的工作缸的的左右内壁形状对应活塞体的左右端面结构设计，工作缸的的左右内壁上间隔设有与环形凹槽I一一对应的凸环Ⅳ，各个凸环Ⅳ之间形成环形凹槽Ⅱ，所述的各个环形凹槽Ⅱ分别与凸环Ⅱ一一对应；各个凸环Ⅳ上均套装有永磁体环Ⅱ，各个永磁体环Ⅱ的端面上均套装凸环Ⅴ；各个凸环Ⅳ的内外圆面分别和套在其上的永磁体环Ⅱ，以及套在该永磁体环Ⅱ上的凸环Ⅴ的内外圆面齐平；
所述的凸环Ⅳ、永磁体环Ⅱ、凸环Ⅴ共同组成的凸部I伸入其对应的环形凹槽I内，所述的凸环Ⅱ、永磁体环I、凸环Ⅲ共同组成的凸部Ⅱ伸入其对应的环形凹槽Ⅱ内；所述的凸部I的内外圆面分别与组成与其对应的环形凹槽I上下侧壁的凸环I的内圆面、凸部Ⅱ的内外圆面之间留有间隙；
所述的凸环Ⅴ的端面与其对应环形凹槽I底壁之间留有间隙；所述的凸环Ⅲ的端面与其对应环形凹槽Ⅱ底壁之间留有间隙；
所述的工作缸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工作缸左右内壁接触；所述的永磁体定位环上设有永磁体环槽Ⅱ，所述的永磁体环Ⅲ设于永磁体环槽Ⅱ内，永磁体环Ⅲ的内圆面与永磁体定位环的内圆面齐平或者低于永磁体定位环的内圆面；所述的凸环I与活塞体共同组成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；所述的线圈与永磁体定位环的内圆面之间留有间隙；所述的磁流变液填充于各个间隙中。
相互对应的凸部I和凸部Ⅱ上的永磁体环I和永磁体环Ⅱ的轴向宽度相等，并且永磁体环I和永磁体环Ⅱ所处的轴向位置相同；
所述的永磁体定位环内圆面上设有多组永磁体环槽和永磁体环Ⅲ；各组永磁体环槽和永磁体环Ⅲ之间等距间隔分布；各个永磁体环Ⅲ均为轴向充磁型永磁体，且各个永磁体环Ⅲ的磁力线方向相同。
所述的各个永磁体环I和各个永磁体环Ⅱ均为径向充磁型永磁体，且永磁体环I和永磁体环Ⅱ的磁力线相同。
所述的工作缸、活塞杆、活塞体均由导磁材料制成。
所述的凸部I的内外圆面与其对应的环形凹槽I上下侧壁的间隙大小为0.5mm-20mm； 所述的凸环Ⅴ的端面与其对应环形凹槽I底壁之间的间隙大小为0.5mm-20mm；所述的凸环Ⅲ的端面与其对应环形凹槽Ⅱ底壁之间的间隙大小为0.5mm-20mm；所述的凸环I与活塞体共同组成的外圆面与永磁体定位环的内圆面相对应，它们之间的间隙大小为0.5mm-30mm。
所述的活塞杆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。
所述的工作缸包括端盖和缸体，所述的端盖和缸体的连接处设有密封圈Ⅱ。
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。
所述的工作缸的左右内壁中部设有活塞杆安装凸环，所述的活塞杆孔设于该活塞杆安装凸环上。
所述的活塞杆内设有引线槽，所述的引线槽内设置电线分别连接活塞体上的线圈和外部电源。
本发明通过通过改变工作缸的缸体结构，工作缸与活塞体嵌入式配合增加磁流变液阻尼通道的长度，缸体内壁上开设串联的轴向充磁型永磁体的布置，并且工作缸与活塞体端壁上设置径向充磁的永磁体间隙配合，串联后的永磁体与活塞体外圆面上凹槽内的线圈相串联，实现一种嵌入型剪切式磁流变减振器。
本发明减少了工作用磁流变液体积量，具有所需的磁流变液用量少且磁流变效应显著的优点，大大提高磁流变阻尼力。
本发明还具有阻尼通道中的磁流变液不易沉淀堵塞的优点。
本发明克服了磁流体减振器阻尼力不足与阻尼力不能灵活调节的问题，在相同体积下有效提高阻尼力，避免由于线圈通电失效而导致的工作不稳定。并解决了磁流变液易沉淀的问题，提高了磁流变液的利用率。
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-线圈，10-凸环I，11-凸环Ⅱ，12-环形凹槽I，13-凸环Ⅲ，14-环形凹槽Ⅱ，15-凸环Ⅴ，16-端盖，17-缸体，18-密封圈Ⅱ，19-螺纹杆，20-凸环Ⅳ，21-密封圈Ⅰ，22-活塞杆安装凸环，23-引线槽。
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, 所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，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、线圈9；
所述的活塞杆2的两端分别通过活塞杆孔穿出工作缸1的左右两端面，能够沿着活塞杆孔相对于工作缸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；
所述的活塞体3的左右端面的外侧边沿上分别设有凸环I10，所述的凸环I10的外圆面与活塞体3的外圆面齐平，凸环I10与活塞体3共同组成的外圆面上设有线圈环槽，该线圈环槽内设有线圈9；
所述的活塞体3的左右端面上还分别间隔设置多个凸环Ⅱ11，所述的凸环I10和凸环Ⅱ11之间，以及各个凸环Ⅱ11之间形成环形凹槽I12；所述的各个凸环Ⅱ11上的端面上均套装有永磁体环I6，各个永磁体环I6的端面上均套装凸环Ⅲ13；各个凸环Ⅱ11的内外圆面分别和套在其上的永磁体环I6，以及套在该永磁体环I6上的凸环Ⅲ13的内外圆面齐平；
所述的工作缸1的的左右内壁形状对应活塞体3的左右端面结构设计，工作缸1的的左右内壁上间隔设有与环形凹槽I12一一对应的凸环Ⅳ20，各个凸环Ⅳ20之间形成环形凹槽Ⅱ14，所述的各个环形凹槽Ⅱ14分别与凸环Ⅱ11一一对应；各个凸环Ⅳ20上均套装有永磁体环Ⅱ7，各个永磁体环Ⅱ7的端面上均套装凸环Ⅴ15；各个凸环Ⅳ20的内外圆面分别和套在其上的永磁体环Ⅱ7，以及套在该永磁体环Ⅱ7上的凸环Ⅴ15的内外圆面齐平；
所述的凸环Ⅳ20、永磁体环Ⅱ7、凸环Ⅴ15共同组成的凸部I伸入其对应的环形凹槽I12内，所述的凸环Ⅱ11、永磁体环I6、凸环Ⅲ13共同组成的凸部Ⅱ伸入其对应的环形凹槽Ⅱ14内；所述的凸部I的内外圆面分别与组成与其对应的环形凹槽I12上下侧壁的凸环I10的内圆面、凸部Ⅱ的内外圆面之间留有间隙；
所述的凸环Ⅴ15的端面与其对应环形凹槽I12底壁之间留有间隙，该间隙中填充磁流变液4；所述的凸环Ⅲ13的端面与其对应环形凹槽Ⅱ14底壁之间留有间隙；
所述的工作缸1的内圆面上设有永磁体定位环5，永磁体定位环5的左右端面与工作缸1左右内壁接触；所述的永磁体定位环5上设有永磁体环槽Ⅱ，所述的永磁体环Ⅲ8设于永磁体环槽Ⅱ内，永磁体环Ⅲ8的内圆面与永磁体定位环5的内圆面齐平或者低于永磁体定位环5的内圆面；所述的凸环I10与活塞体3共同组成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；所述的线圈9与永磁体定位环5的内圆面之间留有间隙；所述的磁流变液4填充于各个间隙中。
相互对应的凸部I和凸部Ⅱ上的永磁体环I6和永磁体环Ⅱ7的轴向宽度相等，并且永磁体环I6和永磁体环Ⅱ7所处的轴向位置相同；
所述的永磁体定位环5内圆面上设有多组永磁体环槽和永磁体环Ⅲ8；各组永磁体环槽和永磁体环Ⅲ8之间等距间隔分布；各个永磁体环Ⅲ8均为轴向充磁型永磁体，且各个永磁体环Ⅲ8的磁力线方向相同。
所述的各个永磁体环I6和各个永磁体环Ⅱ7均为径向充磁型永磁体，且永磁体环I6和永磁体环Ⅱ7的磁力线方向相同。
所述的工作缸1、活塞杆2、活塞体3均由导磁材料制成。
所述的凸部I的内外圆面与其对应的环形凹槽I12上下侧壁的间隙大小为0.5mm-20mm； 所述的凸环Ⅴ15的端面与其对应环形凹槽I12底壁之间的间隙大小为0.5mm-20mm；所述的凸环Ⅲ13的端面与其对应环形凹槽Ⅱ14底壁之间的间隙大小为0.5mm-20mm；所述的凸环I10与活塞体3共同组成的外圆面与永磁体定位环5的内圆面相对应，它们之间的间隙大小为0.5mm-30mm。
所述的活塞杆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Ⅰ21。
所述的工作缸1包括端盖16和缸体17，所述的端盖16和缸体17的连接处设有密封圈Ⅱ18。
所述的活塞杆2的中部为螺纹杆19，通过该螺纹杆19与活塞体3螺纹连接。
所述的工作缸1的左右内壁中部设有活塞杆安装凸环22，所述的活塞杆孔设于该活塞杆安装凸环22上。
所述的活塞杆2内设有引线槽23，所述的引线槽23内设置电线分别连接活塞体3上的线圈9和外部电源。

Claims (10)

1.一种嵌入型剪切式磁流变减振器，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）、线圈（9），其特征在于：
所述的活塞杆（2）的两端分别通过活塞杆孔穿出工作缸（1）的左右两端面，能够沿着活塞杆孔相对于工作缸（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；
所述的活塞体（3）的左右端面的外侧边沿上分别设有凸环I（10），所述的凸环I（10）的外圆面与活塞体（3）的外圆面齐平，凸环I（10）与活塞体（3）共同组成的外圆面上设有线圈环槽，该线圈环槽内设有线圈（9）；
所述的活塞体（3）的左右端面上还分别间隔设置多个凸环Ⅱ（11），所述的凸环I（10）和凸环Ⅱ（11）之间，以及各个凸环Ⅱ（11）之间形成环形凹槽I（12）；所述的各个凸环Ⅱ（11）上的端面上均套装有永磁体环I（6），各个永磁体环I（6）的端面上均套装凸环Ⅲ（13）；各个凸环Ⅱ（11）的内外圆面分别和套在其上的永磁体环I（6），以及套在该永磁体环I（6）上的凸环Ⅲ（13）的内外圆面齐平；
所述的工作缸（1）的的左右内壁形状对应活塞体（3）的左右端面结构设计，工作缸（1）的的左右内壁上间隔设有与环形凹槽I（12）一一对应的凸环Ⅳ（20），各个凸环Ⅳ（20）之间形成环形凹槽Ⅱ（14），所述的各个环形凹槽Ⅱ（14）分别与凸环Ⅱ（11）一一对应；各个凸环Ⅳ（20）上均套装有永磁体环Ⅱ（7），各个永磁体环Ⅱ（7）的端面上均套装凸环Ⅴ（15）；各个凸环Ⅳ（20）的内外圆面分别和套在其上的永磁体环Ⅱ（7），以及套在该永磁体环Ⅱ（7）上的凸环Ⅴ（15）的内外圆面齐平；
所述的凸环Ⅳ（20）、永磁体环Ⅱ（7）、凸环Ⅴ（15）共同组成的凸部I伸入其对应的环形凹槽I（12）内，所述的凸环Ⅱ（11）、永磁体环I（6）、凸环Ⅲ（13）共同组成的凸部Ⅱ伸入其对应的环形凹槽Ⅱ（14）内；所述的凸部I的内外圆面分别与组成与其对应的环形凹槽I（12）上下侧壁的凸环I（10）的内圆面、凸部Ⅱ的内外圆面之间留有间隙；
所述的凸环Ⅴ（15）的端面与其对应环形凹槽I（12）底壁之间留有间隙；所述的凸环Ⅲ（13）的端面与其对应环形凹槽Ⅱ（14）底壁之间留有间隙；
所述的工作缸（1）的内圆面上设有永磁体定位环（5），永磁体定位环（5）的左右端面与工作缸（1）左右内壁接触；所述的永磁体定位环（5）上设有永磁体环槽Ⅱ，所述的永磁体环Ⅲ（8）设于永磁体环槽Ⅱ内，永磁体环Ⅲ（8）的内圆面与永磁体定位环（5）的内圆面齐平或者低于永磁体定位环（5）的内圆面；所述的凸环I（10）与活塞体（3）共同组成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；所述的线圈（9）与永磁体定位环（5）的内圆面之间留有间隙；所述的磁流变液（4）填充于各个间隙中。
2.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：相互对应的凸部I和凸部Ⅱ上的永磁体环I（6）和永磁体环Ⅱ（7）的轴向宽度相等，并且永磁体环I（6）和永磁体环Ⅱ（7）所处的轴向位置相同。
3.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，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和永磁体环Ⅲ（8）；各组永磁体环槽和永磁体环Ⅲ（8）之间等距间隔分布；各个永磁体环Ⅲ（8）均为轴向充磁型永磁体，且各个永磁体环Ⅲ（8）的磁力线方向相同；所述的各个永磁体环I（6）和永磁体环Ⅱ（7）均为径向充磁型永磁体，且永磁体环I（6）和永磁体环Ⅱ（7）的磁力线方向相同。
4.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：所述的工作缸（1）、活塞杆（2）、活塞体（3）均由导磁材料制成。
5.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：所述的凸环I（10）的内外圆面与其对应的环形凹槽I（12）上下侧壁的间隙大小为0.5mm-20mm；所述的凸环Ⅴ（15）的端面与其对应环形凹槽I（12）底壁之间的间隙大小为0.5mm-20mm；所述的凸环Ⅲ（13）的端面与其对应环形凹槽Ⅱ（14）底壁之间的间隙大小为0.5mm-20mm；所述的凸环I（10）与活塞体（3）共同组成的外圆面与永磁体定位环（5）的内圆面相对应，它们之间的间隙大小为0.5mm-30mm。
6.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：所述的活塞杆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（21）。
7.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：所述的工作缸（1）包括端盖（16）和缸体（17），所述的端盖（16）和缸体（17）的连接处设有密封圈Ⅱ（18）。
8.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：所述的活塞杆（2）的中部为螺纹杆（19），通过该螺纹杆（19）与活塞体（3）螺纹连接。
9.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：所述的工作缸（1）的左右内壁中部设有活塞杆安装凸环（22），所述的活塞杆孔设于该活塞杆安装凸环（22）上。
10.如权利要求1所述的嵌入型剪切式磁流变减振器，其特征在于：所述的活塞杆（2）内设有引线槽（23），所述的引线槽（23）内设置电线分别连接活塞体（3）上的线圈（9）和外部电源。
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