CN113007261A - 一种齿形磁流变阻尼器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及阻尼器技术领域，公开一种齿形磁流变阻尼器，包括外筒、内筒和活塞组件，外筒和内筒为中空结构，内筒安装于外筒内壁上，内筒由导磁材料制成，外筒由非导磁材料制成，外筒的两端分别设置端盖，内筒中心安装活塞杆，活塞杆伸出端盖之外，活塞杆上设置活塞组件；所述的活塞组件包括线圈和位于线圈两侧的导磁环，线圈和导磁环的外径小于内筒的内径，从而在活塞组件的外壁和内筒内壁之间形成阻尼通道，导磁环的外壁面沿轴向间隔设置凹槽，使导磁环外壁面形成齿形结构，在凹槽内安装非导磁环；导磁环的外端设置弹簧。本发明所述的阻尼器，结构简单，装配方便，阻尼力可调幅度大，运行安全可靠。

Description

一种齿形磁流变阻尼器
技术领域
本发明属于阻尼器技术领域，具体涉及一种齿形磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变液是一种新型智能材料，主要是由非导磁性液体和均匀分散于其中的高磁导率、低磁滞性的微小磁性颗粒组成，为了保证磁流变液的悬浮稳定性，通常还包括适量的外加剂。在磁场作用下，它可在瞬间内由流动性能良好的牛顿流体变为Bingham半固体，且这种变化连续、可控、可逆。
磁流变阻尼器近年来在车辆减震领域备受青睐，由于路面谱的复杂性以及不确定性，为了达到良好的控制效果，既需要较高的控制力，又需要良好的宽幅控制范围，因此对于结构控制用磁流变阻尼器而言，阻尼力的大小和可调系数是衡量其性能品质的俩个重要指标。
公开号为CN104976271B的中国发明专利，以及公开号为CN102889331B的中国发明专利。前者是通过改变有效阻尼通道的长短来控制阻尼力，但是结构复杂，不便于安装。后者是通过旁通阀式电液比例伺服阀控制阻尼力，阻尼力可在很大的范围内调节，但是调节精度急剧降低，不便于调节。所以亟需一种具有良好的宽幅控制范围以及较高控制力的磁流变阻尼装置。
此外，为了提高磁流变阻尼器的调幅范围，现有的磁流变阻尼器大多带有阻尼调节装置。但是大多阻尼调节装置一方面结构复杂，不便于安装，调节精度低，难以实现较优的控制力，另一方面带有阻尼调节装置的磁流变阻尼器结构尺寸较大，难以适用于一些空间尺寸重量要求严格的领域。
发明内容
本发明旨在解决现有技术的缺陷，提供一种齿形磁流变阻尼器。
本发明的技术方案如下：
一种齿形磁流变阻尼器，包括外筒、内筒和活塞组件，所述的外筒和内筒为中空结构，内筒安装于外筒内壁上，内筒由导磁材料制成，外筒由非导磁材料制成，外筒的两端分别设置端盖，所述内筒中心安装活塞杆，活塞杆伸出端盖之外，活塞杆上设置活塞组件；所述的活塞组件包括线圈和位于线圈两侧的导磁环，线圈和导磁环的外径小于内筒的内径，从而在活塞组件的外壁和内筒内壁之间形成阻尼通道，所述导磁环的外壁面沿轴向间隔设置凹槽，使导磁环外壁面形成齿形结构，在凹槽内安装非导磁环；所述导磁环的外端设置弹簧。
所述导磁环外壁面的齿形结构可以为矩形齿、梯形齿或三角形齿中的一种或者几种结合。
所述内筒两端设置安装台，安装台朝向活塞杆的一面设置第一凹槽，第一凹槽内安装密封圈。
所述端盖设置与安装台尺寸对应的凸台。
所述端盖中心开设能使活塞杆通过的通孔，端盖的内壁依次设置第二凹槽和第三凹槽，第二凹槽内安装密封圈，第三凹槽内安装导向环。
优选地，所述阻尼通道的宽度为0.3mm-5mm。
优选地，所述导磁环外表面齿形结构的齿数为4-6个。
还包括支撑外壳，所述支撑外壳安装于外筒的一端，支撑外壳的外端设置连接耳，支撑外壳为中空结构，活塞杆的一端伸入支撑外壳内，活塞杆的另一端设置安装耳。
所述端盖的外壁与外筒的内壁螺纹连接，支撑外壳的内壁与外筒的外壁螺纹连接。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的阻尼器，在线圈未通电，磁流变液未受磁场作用时，阻尼力较小，当线圈通电并增大电流时，由于在组成活塞的导磁环表面设置齿状结构，提高了聚磁效果，使得最大阻尼力大于传统磁流变阻尼器，本实用新型所述阻尼器的阻尼力在可调幅度大的同时，提高了阻尼力的最大值。
2.本发明所述的阻尼器，只需要将导磁环的外表面设置成齿状结构，就可以有效提高阻尼力的调幅范围，不需要另外设置阻尼力调节机构，结构简单，装配方便，大大节约了成本，整体稳定性强。
3.在活塞组件的两侧设置弹簧，避免活塞组件与端盖直接发生刚性碰撞，提高阻尼器的安全性，同时也可以起到更好的减震效果。
附图说明
图1为本发明所述阻尼器的结构示意图；
图2为本发明所述内筒的结构示意图；
图3为本发明所述活塞组件与内筒结构关系放大图；
图4为发明所述导磁环外表面不同齿形结构示意图；
图中各序号及其对应的名称如下：
1-外筒，2-内筒，3-端盖，4-活塞杆，5-线圈，6-导磁环，7-非导磁环，8-弹簧，9-安装台，10-第一凹槽，11-凸台，12-第二凹槽，13-第三凹槽，14-支撑外壳，15-连接耳，16-安装耳。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1
如图1-4所示的一种齿形磁流变阻尼器，包括外筒1、内筒2和活塞组件，所述的外筒1和内筒2为中空结构，内筒安装于外筒内壁上，内筒由导磁材料制成，外筒由非导磁材料制成，外筒的两端分别设置端盖3，所述内筒2中心安装活塞杆4，活塞杆伸出端盖之外，活塞杆上设置活塞组件；所述的活塞组件包括线圈5和位于线圈两侧的导磁环6，线圈和导磁环的外径小于内筒的内径，从而在活塞组件的外壁和内筒内壁之间形成阻尼通道，所述导磁环的外壁面沿轴向间隔设置凹槽，使导磁环外壁面形成齿形结构，在凹槽内安装非导磁环7；所述导磁环的外端设置弹簧8；线圈的导线从活塞杆内引出外筒之外。
所述导磁环6外壁面的齿形结构可以为矩形齿、梯形齿或三角形齿中的一种或者几种结合。
所述内筒2两端设置安装台9，安装台朝向活塞杆的一面设置第一凹槽10，第一凹槽内安装密封圈。
所述端盖3设置与安装台尺寸对应的凸台11。
所述端盖3中心开设能使活塞杆通过的通孔，端盖的内壁依次设置第二凹槽12和第三凹槽13，第二凹槽内安装密封圈，第三凹槽内安装导向环，导向环可以设置成在圆环上排布滚珠的形式，在对活塞杆的运动进行导向的同时，可以减小连接处的机械磨损。
所述阻尼通道的宽度为0.3mm-5mm。
所述导磁环6外表面齿形结构的齿数为4-6个。
本发明所述的阻尼器，还包括支撑外壳14，所述支撑外壳安装于外筒1的一端，支撑外壳的外端设置连接耳15，支撑外壳为中空结构，活塞杆的一端伸入支撑外壳内，活塞杆的另一端设置安装耳16。
所述端盖3的外壁与外筒的内壁螺纹连接，支撑外壳的内壁与外筒的外壁螺纹连接。
本发明所述阻尼器的装配过程如下：
将密封圈和导向环安装于端盖上的第二凹槽和第三凹槽内，将密封圈安装于内筒的第一凹槽内，将内筒安装于外筒内壁，在活塞杆上靠近安装耳16的一端安装一个端盖，然后依次将弹簧、活塞组件、弹簧安装到活塞杆的中部，将带有一个端盖和活塞组件的活塞杆装到外筒内，并拧紧端盖，然后从未装端盖的一端向内筒内注满磁流变液，再安装另一个端盖密封内筒内部腔体，在远离安装耳的一端安装支撑外壳，活塞杆可以沿着支撑外壳的轴向运动。
在工作中，线圈通电使导磁环周围产生磁场，使磁流变液产生粘塑性流动，产生阻尼力，从而阻止活塞杆的运动；当线圈断电后，磁流变液恢复流体状态。
本发明所述的阻尼器，在线圈未通电，磁流变液未受磁场作用时，阻尼力较小，当线圈通电并增大电流时，由于在组成活塞的导磁环表面设置齿状结构，提高了聚磁效果，使得最大阻尼力大于传统磁流变阻尼器，本实用新型所述阻尼器的阻尼力在可调幅度大的同时，提高了阻尼力的最大值。
本发明所述的阻尼器，只需要将导磁环的外表面设置成齿状结构，就可以有效提高阻尼力的调幅范围，不需要另外设置阻尼力调节机构，结构简单，装配方便，大大节约了成本，整体稳定性强。
在活塞组件的两侧设置弹簧，避免活塞组件与端盖直接发生刚性碰撞，提高阻尼器的安全性，同时也可以起到更好的减震效果。

Claims (9)

1.一种齿形磁流变阻尼器，包括外筒(1)、内筒(2)和活塞组件，其特征在于：所述的外筒(1)和内筒(2)为中空结构，内筒安装于外筒内壁上，内筒由导磁材料制成，外筒由非导磁材料制成，外筒的两端分别设置端盖(3)，所述内筒(2)中心安装活塞杆(4)，活塞杆伸出端盖之外，活塞杆上设置活塞组件；
所述的活塞组件包括线圈(5)和位于线圈两侧的导磁环(6)，线圈和导磁环的外径小于内筒的内径，从而在活塞组件的外壁和内筒内壁之间形成阻尼通道，所述导磁环的外壁面沿轴向间隔设置凹槽，使导磁环外壁面形成齿形结构，在凹槽内安装非导磁环(7)；所述导磁环的外端设置弹簧(8)。
2.如权利要求1所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：所述导磁环(6)外壁面的齿形结构可以为矩形齿、梯形齿或三角形齿中的一种或者几种结合。
3.如权利要求1所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：所述内筒(2)两端设置安装台(9)，安装台朝向活塞杆的一面设置第一凹槽(10)，第一凹槽内安装密封圈。
4.如权利要求3所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：所述端盖(3)设置与安装台尺寸对应的凸台(11)。
5.如权利要求4所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：所述端盖(3)中心开设能使活塞杆通过的通孔，端盖的内壁依次设置第二凹槽(12)和第三凹槽(13)，第二凹槽内安装密封圈，第三凹槽内安装导向环。
6.如权利要求1所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼通道的宽度为0.3mm-5mm。
7.如权利要求1所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：所述导磁环(6)外表面齿形结构的齿数为4-6个。
8.如权利要求1-7任一项所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：还包括支撑外壳(14)，所述支撑外壳安装于外筒(1)的一端，支撑外壳的外端设置连接耳(15)，支撑外壳为中空结构，活塞杆的一端伸入支撑外壳内，活塞杆的另一端设置安装耳(16)。
9.如权利要求8所述的齿形磁流变阻尼器，其特征在于：所述端盖(3)的外壁与外筒的内壁螺纹连接，支撑外壳的内壁与外筒的外壁螺纹连接。
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Application publication date: 20210622

Assignee: GUANGXI WINGOOD INTELLIGENT PARKING EQUIPMENT CO.,LTD.

Assignor: GUANGXI University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980053817

Denomination of invention: A toothed magnetorheological damper

Granted publication date: 20220225

License type: Common License

Record date: 20231225