CN113074208A - 一种复合式磁流变减振装置 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种复合式磁流变减振装置，包括支撑外壳、筒体、左端盖、右端盖、活塞杆、活塞头、励磁线圈、隔磁环a、永磁体导磁机构；筒体的右端与支撑外壳的左端固定连接，筒体的左右两端分别通过左端盖和右端盖封装起来；左端盖和右端盖上分别设有活塞杆孔，活塞杆的左右两端分别经相应的活塞杆孔穿出筒体的左右两端之外，活塞杆能够相对于活塞杆孔滑动；所述活塞头设于筒体内的活塞杆上；活塞头的外圆面上设有线圈槽，励磁线圈设于线圈槽内的底部，永磁体导磁机构设于线圈槽内，位于励磁线圈上方；永磁体导磁机构与励磁线圈之间设有隔磁环a。本发明可以解决传统磁流变阻尼器调幅范围小的难题，在保证行程的情况下，增大它的阻尼力。

Description

一种复合式磁流变减振装置
技术领域
本发明涉及机械工程减振技术领域，具体涉及一种复合式磁流变减振装置。
背景技术
磁流变液是由细小的软磁性颗粒分散于磁导率较低的载液中形成的剪切屈服强度可随外加磁场变化而具有可控流变特性的悬浮液体；在磁场作用下，磁流变液可在毫秒级时间内实现由牛顿流体到半固态的可逆变化，撤去磁场后，又可以恢复原态。采用这种智能材料制作的磁流变阻尼器具有出力大、体积小、响应快、结构简单、阻尼力连续可调、易于计算机结合实现智能化控制等优点。
由磁流变阻尼器构成的减振系统需要配备电源、传感器等外部设备，电源通常以电流的形式供给励磁变阻尼器活塞上的励磁线圈，使励磁线圈产生磁场，且形成通过活塞与缸筒内壁间阻尼通道的磁路，当活塞运动迫使磁流变液流经该阻尼通道时，可通过改变电流的大小调节磁流变液的流变屈服应力，进而通过变化的磁流变液屈服应力控制磁流变阻尼器对应的库伦阻尼力，最终获得预设磁流变阻尼器的阻尼力，进而有效减振。磁流变液因兼具有磁性和液体流动性两种性质，即可以用作被动减振，又可以实现对振动的主动控制。在磁流变液阻尼出现之前，同样具有着两种性质的磁流变液阻尼器已经产生，但用起来相对复杂。磁流变液阻尼因其具有结构简单紧凑、零磨损、无需外供电源、低成本、安装简单等独特的优点被广泛地应用于液体阻尼中。
如对比文献1(公开号为CN101215859A的专利)所述的减振装置，它发明的全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，它包括缸筒、磁芯套筒、活塞盘、在所述的缸筒上连接有上、下、两个端盖，一个活塞杆通过设置在所述端盖上上的密封圈插在所述的缸筒内，不锈钢阻磁盘安装在所述活塞盘的两端，所属活塞盘为多个并且与磁芯套筒交替地套在所述的活塞杆上，处于中间位置的活塞盘为两两设置，所述的磁芯套筒外侧缠绕有励磁线圈，在所述励磁线圈外套有一对引磁套环，在说所述的一对引磁套环之间插有阻尼套环，阻磁套环为楔形。在工作时，阻尼通道的磁通分布比较均匀，阻尼通道的有效长度基本覆盖活塞全长，实现全阻尼通道有效，虽然一定程度可以满足减振，线圈上方的空间没有得到充分利用。
磁流变液减振器就是通过控制调节减振器的库伦阻尼力，从而来控制整个减振器的阻尼力的大小，由于减振器库伦阻尼力的大小随着外加磁场强度的变化而变化，所以可以通过控制磁感应强度的大小来控制库伦阻尼力的大小，而磁场强度的大小可以通过调节励磁线圈中的励磁电流加以控制。这样磁流变液减振器的工作原理就是通过改变励磁线圈中电流的大小来获得不同的磁感应强度，从而使减振器中的磁流变液的流动特性发生变化，进而改变阻尼力的大小。
相对于现有的减振装置提高减振能力有两种方法，一种是在输入相同电流下，尽可能的提高有效阻尼间隙内的磁感应强度。常用方法是减小磁流变阻尼器的阻尼间隙宽度，但可能因为磁流变液久置未用，再次启动时，容易出现颗粒沉淀，从而堵塞阻尼间隙，导致磁流变阻尼器失效。在第二种方法上，就是提高有效阻尼间隙长度，但这样会显著增加磁流变阻尼器的体积，占用更多的安装及使用空间，制造成本也相应增加。
发明内容
本发明旨在提供一种复合式磁流变减振装置，该复合式磁流变减振装置结构设计科学，可以解决传统磁流变阻尼器调幅范围小的难题，在保证行程的情况下，增大它的阻尼力。
本发明的技术方案如下：
所述的复合式磁流变减振装置，包括支撑外壳、筒体、左端盖、右端盖、活塞杆、活塞头、励磁线圈、隔磁环a、永磁体导磁机构；
所述的支撑外壳的右端封闭，左端开口；所述的筒体左右两端开口；
所述的筒体的右端与支撑外壳的左端固定连接，筒体的左右两端分别通过左端盖和右端盖封装起来；
所述的左端盖和右端盖上分别设有活塞杆孔，所述的活塞杆的左右两端分别经相应的活塞杆孔穿出筒体的左右两端之外，活塞杆能够相对于活塞杆孔滑动；所述活塞头设于筒体内的活塞杆上；
所述的活塞头的外圆面上设有线圈槽，所述的励磁线圈设于线圈槽内的底部，所述的永磁体导磁机构设于线圈槽内，位于励磁线圈上方；所述的永磁体导磁机构与励磁线圈之间设有隔磁环a。
所述的永磁体导磁机构包括永磁体环、隔磁环b、导磁环，所述的永磁体环与导磁环沿周向交替设于隔磁环a的外圆面上，所述的隔磁环b套装于永磁体环的外圆面上；所述的导磁环和隔磁环b的外圆面均与活塞头的外圆面齐平。
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头上的励磁线圈和外部电源。
所述的筒体包括导磁内筒、非导磁外筒；所述的非导磁外筒套装于导磁内筒上，所述的非导磁外筒的左端与支撑外壳的左端连接；所述的左端盖和右端盖与导磁内筒内圆面共同组成筒体的内部空间，所述的活塞头位于该空间内，该空间内填充有磁流变液。
所述的左端盖、右端盖分别安装在导磁内筒的两端上，左端盖、右端盖的外圆面与非导磁外筒的内圆面接触，左端盖的左端面与非导磁外筒的左端齐平，右端盖的右端面与非导磁外筒的右端齐平。
所述的导磁内筒与左端盖、右端盖的接触面上设有密封圈槽a，密封圈槽a内设有O型密封圈a。
所述的左端盖和右端盖的活塞杆孔内分别设有一组以上的密封圈槽b，密封圈槽b内设有O型密封圈b。
所述的活塞头的外圆面与筒体内圆面之间构成阻尼间隙，间隙大小为0.3mm-5mm。
本发明在全阻尼通道有效基础上，通过充分利用线圈上方的空隙，设计增加永磁体的数量，并加入非导磁材料和导磁材料形成独特的永磁体导磁机构，这一机构能够使磁感应强度增加，间接增加了库伦阻尼力，当给该装置的励磁线圈通电时，线圈周围产生磁场，流经有效阻尼间隙的磁流变液粘度增大，间接导致阻尼力变大。因此，本发明能够在保证行程的情况下，增大它的阻尼力，从而解决传统磁流变阻尼器调幅范围小的难题。
附图说明
图1为本发明的复合式磁流变减振装置的结构示意图；
图2为本发明的活塞头的结构示意图；
图中各部分名称及序号如下：
1-支撑外壳，2-筒体，3-左端盖，4-右端盖，5-活塞杆，6-活塞头，7-励磁线圈，8-隔磁环a，9-永磁体导磁机构，10-永磁体环，11-隔磁环b，12-导磁环，13-引线槽、14-导磁内筒，15-非导磁外筒，16-磁流变液，17-O型密封圈a，18-O型密封圈b。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体说明本发明。
实施例1
如图1-2所示，本发明的技术方案如下：
所述的复合式磁流变减振装置，包括支撑外壳1、筒体2、左端盖3、右端盖4、活塞杆5、活塞头6、励磁线圈7、隔磁环a8、永磁体导磁机构9；
所述的支撑外壳1的右端封闭，左端开口；所述的筒体2左右两端开口；
所述的筒体2的右端与支撑外壳1的左端固定连接，筒体2的左右两端分别通过左端盖3和右端盖4封装起来；
所述的左端盖3和右端盖4上分别设有活塞杆孔，所述的活塞杆5的左右两端分别经相应的活塞杆孔穿出筒体2的左右两端之外，活塞杆5能够相对于活塞杆孔滑动；所述活塞头6设于筒体2内的活塞杆5上；
所述的活塞头6的外圆面上设有线圈槽，所述的励磁线圈7设于线圈槽内的底部，所述的永磁体导磁机构9设于线圈槽内，位于励磁线圈7上方；所述的永磁体导磁机构9与励磁线圈7之间设有隔磁环a8。
所述的永磁体导磁机构9包括永磁体环10、隔磁环b11、导磁环12，所述的永磁体环10与导磁环12沿轴向交替设于隔磁环a8的外圆面上，所述的隔磁环b11套装于永磁体环10的外圆面上；所述的导磁环12和隔磁环b11的外圆面均与活塞头6的外圆面齐平。
所述的活塞杆5内设有引线槽13，所述的引线槽13内设置电线分别连接活塞头6上的励磁线圈7和外部电源。
所述的筒体2包括导磁内筒14、非导磁外筒15；所述的非导磁外筒15套装于导磁内筒14上，所述的非导磁外筒15的左端与支撑外壳1的左端连接；所述的左端盖3和右端盖4与导磁内筒14内圆面共同组成筒体2的内部空间，所述的活塞头6位于该空间内，该空间内填充有磁流变液16。
所述的左端盖3、右端盖4分别安装在导磁内筒14的两端上，左端盖3、右端盖4的外圆面与非导磁外筒15的内圆面接触，左端盖3的左端面与非导磁外筒15的左端齐平，右端盖4的右端面与非导磁外筒15的右端齐平。
所述的导磁内筒14与左端盖3、右端盖4的接触面上设有密封圈槽a，密封圈槽a内设有O型密封圈a17。
所述的左端盖3和右端盖4的活塞杆孔内分别设有一组以上的密封圈槽b，密封圈槽b内设有O型密封圈b18。
所述的活塞头6的外圆面与筒体2内圆面之间构成阻尼间隙，间隙大小为0.3mm-5mm。

Claims (8)

1.一种复合式磁流变减振装置，包括支撑外壳（1）、筒体（2）、左端盖（3）、右端盖（4）、活塞杆（5）、活塞头（6）、励磁线圈（7）、隔磁环a（8）、永磁体导磁机构（9）；其特征在于：
所述的支撑外壳（1）的右端封闭，左端开口；所述的筒体（2）左右两端开口；
所述的筒体（2）的右端与支撑外壳（1）的左端固定连接，筒体（2）的左右两端分别通过左端盖（3）和右端盖（4）封装起来；
所述的左端盖（3）和右端盖（4）上分别设有活塞杆孔，所述的活塞杆（5）的左右两端分别经相应的活塞杆孔穿出筒体（2）的左右两端之外，活塞杆（5）能够相对于活塞杆孔滑动；所述活塞头（6）设于筒体（2）内的活塞杆（5）上；
所述的活塞头（6）的外圆面上设有线圈槽，所述的励磁线圈（7）设于线圈槽内的底部，所述的永磁体导磁机构（9）设于线圈槽内，位于励磁线圈（7）上方；所述的永磁体导磁机构（9）与励磁线圈（7）之间设有隔磁环a（8）。
2.如权利要求1所述的复合式磁流变减振装置，其特征在于：所述的永磁体导磁机构（9）包括永磁体环（10）、隔磁环b（11）、导磁环（12），所述的永磁体环（10）与导磁环（12）沿轴向交替设于隔磁环a（8）的外圆面上，所述的隔磁环b（11）套装于永磁体环（10）的外圆面上；所述的导磁环（12）和隔磁环b（11）的外圆面均与活塞头（6）的外圆面齐平。
3.如权利要求1所述的复合式磁流变减振装置，其特征在于：所述的活塞杆（5）内设有引线槽（13），所述的引线槽（13）内设置电线分别连接活塞头（6）上的励磁线圈（7）和外部电源。
4.如权利要求1所述的复合式磁流变减振装置，其特征在于：所述的筒体（2）包括导磁内筒（14）、非导磁外筒（15）；所述的非导磁外筒（15）套装于导磁内筒（14）上，所述的非导磁外筒（15）的左端与支撑外壳（1）的左端连接；所述的左端盖（3）和右端盖（4）与导磁内筒（14）内圆面共同组成筒体（2）的内部空间，所述的活塞头（6）位于该空间内，该空间内填充有磁流变液（16）。
5.如权利要求4所述的复合式磁流变减振装置，其特征在于：
所述的左端盖（3）、右端盖（4）分别安装在导磁内筒（14）的两端上，左端盖（3）、右端盖（4）的外圆面与非导磁外筒（15）的内圆面接触，左端盖（3）的左端面与非导磁外筒（15）的左端齐平，右端盖（4）的右端面与非导磁外筒（15）的右端齐平。
6.如权利要求5所述的复合式磁流变减振装置，其特征在于：所述的导磁内筒（14）与左端盖（3）、右端盖（4）的接触面上设有密封圈槽a，密封圈槽a内设有O型密封圈a（17）。
7.如权利要求1所述的复合式磁流变减振装置，其特征在于：
所述的左端盖（3）和右端盖（4）的活塞杆孔内分别设有一组以上的密封圈槽b，密封圈槽b内设有O型密封圈b（18）。
8.如权利要求1所述的复合式磁流变减振装置，其特征在于：所述的活塞头（6）的外圆面与筒体（2）内圆面之间构成阻尼间隙，间隙大小为0.3mm-5mm。
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Assignee: Liuzhou Zhuode Machinery Technology Co.,Ltd.

Assignor: GUANGXI University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980053834

Denomination of invention: A composite magnetorheological vibration damping device

Granted publication date: 20220315

License type: Common License

Record date: 20231225

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