CN113915272B - 一种磁性液体阻尼减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种磁性液体阻尼减振器，包括减振器外壳和减振器质量块，减振器质量块设置在减振器外壳内，所述减振器外壳为球状外壳，在球状外壳内设置有非导磁连接杆，非导磁连接杆的结构为上端小下端大，非导磁连接杆的上端和下端分别固定第一永磁体和第二永磁体，在第一永磁体与球状外壳之间设置有第一磁性液体，在第二永磁体与球状外壳之间设置有第二磁性液体，第一磁性液体、第一永磁体、非导磁连接杆、第二永磁体、第二磁性液体共同组成减振器质量块。本发质量块往复运动方向不受限制，维度多，不论何种姿态均可实现耗能减振，稳定性好。

Description

一种磁性液体阻尼减振器
技术领域
本发明属于机械振动领域，具体涉及磁性液体减振器。
背景技术
磁性液体是一种具有固体和液体性质的新型功能材料，而磁性液体独特的性质使得其在工程领域有着极其广泛的应用，其中磁性液体独有的两种悬浮特性使得磁性液体在减振器领域具有不可代替的地位，磁性液体阻尼减振器是一种被动式减振器，对惯性力比较敏感，并且结构简单，体积小，不需要外加激励，使用稳定，因此磁性液体阻尼减振器非常适合对于低频率、小振幅的减振。现有磁性液体阻尼减振器大多采用水平对置结构时，质量块往复运动方向维度少，工作稳定性差。
发明内容
本发明的目的是提出一种磁性液体阻尼减振器，有效解决现有磁性液体阻尼减振器大多采用水平对置结构时，质量块往复运动方向维度少，稳定性差，对扭转振动不敏感的技术问题。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
一种磁性液体阻尼减振器，包括减振器外壳和减振器质量块，减振器质量块设置在减振器外壳内，所述减振器外壳为球状外壳，在球状外壳内设置有非导磁连接杆，非导磁连接杆的结构为上端小下端大，非导磁连接杆的上端和下端分别固定第一永磁体和第二永磁体，在第一永磁体与球状外壳之间设置有第一磁性液体，在第二永磁体与球状外壳之间设置有第二磁性液体，第一磁性液体、第一永磁体、非导磁连接杆、第二永磁体、第二磁性液体共同组成减振器质量块。
上述磁性液体阻尼减振器，所述球状外壳由上外壳和下外壳构成，上外壳和下外壳均为半球状，所述的上外壳和下外壳均为非导磁材料。永磁体上表面和下表面均为球面弧状结构。
上述磁性液体阻尼减振器，所述上外壳和下外壳通过第一螺栓孔的螺栓进行连接，在外壳或下外壳连接处设置有密封槽，上外壳和下外壳连接时，将密封圈卡进密封槽内进行密封。
上述磁性液体阻尼减振器，所述的减振器质量块的竖直总长度小于球状外壳内径直径1-2mm。
上述磁性液体阻尼减振器，所述非导磁连接杆的材质为铜或氧化锆。
上述磁性液体阻尼减振器，所述第一永磁体和第二永磁体为环状结构或柱状结构。
上述磁性液体阻尼减振器，所述第一磁性液体包裹第一永磁体，第二磁性液体包裹第二永磁体。
上述磁性液体阻尼减振器，所述第一磁性液体和第二磁性液体为酯基磁性液体、机油基磁性液体、煤油基磁性液体或水基磁性液体中的任一种。
上述磁性液体阻尼减振器，所述上外壳和下外壳上均设置有环座，在环座内设置有永磁环。
采用以上技术方案，本发明有以下技术效果：
根据磁性液体的二阶浮力原理，减振器质量块悬浮在减振器内腔中，非导磁连接杆大端面质量较重，并且大端面连接的永磁体质量较大，因此质量块整体的等效质量集中在下端，在重力作用下，减振器质量块保持平衡，当外界发生振动时，减振器质量块的平衡静止状态被破坏，质量块在重力作用下开始在减振器内腔中往复移动进行耗能，减振器的上外壳和下外壳形成的内腔为球形，因此无论被减振物体处于何种姿态，减振器质量块将在重力作用下自适应调整位置进行耗能减振。本发质量块往复运动方向不受限制，维度多，不论何种姿态均可实现耗能减振，稳定性好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2 是本发明第二种结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及试验更加清楚明白，以下结合图1、图2和实施例，对本发明进行进一步详细说明。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1和图2所示的一种磁性液体阻尼减振器，包括减振器外壳和减振器质量块，减振器质量块设置在减振器外壳内，所述减振器外壳为球状外壳，减振器的上外壳和下外壳形成的内腔为球形，使得减振器质量块成为万向结构，无论减振器外壳姿态如何，质量块在重力作用下始终保持竖直状态。在球状外壳内设置有非导磁连接杆4，非导磁连接杆的结构为上端小下端大，根据磁性液体的二阶浮力原理，减振器质量块悬浮在减振器内腔中，减振器质量块两端质量不均等，大端质量大于小端质量，使得质量块大端对于振动的敏感程度提升。非导磁连接杆的上端和下端分别固定第一永磁体2和第二永磁体7，在第一永磁体与球状外壳之间设置有第一磁性液体1，在第二永磁体与球状外壳之间设置有第二磁性液体8。第一磁性液体1、第一永磁体2、非导磁连接杆4、第二永磁体7、第二磁性液体8共同组成减振器质量块。减振器质量块采用两个永磁吸附磁性液体，当外界产生振动时，质量块两端同时往复移动，增大减振器的耗能。
进一步的，本发明的球状外壳由上外壳3和下外壳9构成，上外壳和下外壳均为半球状，所述的上外壳3和下外壳9均为非导磁材料。所述上外壳3和下外壳9通过第一螺栓孔6的螺栓进行连接，在外壳或下外壳连接处设置有密封槽，上外壳和下外壳连接时，将密封圈5卡进密封槽内进行密封，密封槽设置在上外壳或者下外壳均可，也可以上外壳设一部分下外壳设一部分，两部分连接时构成密封圈容纳腔。在下外壳底部设置有第二螺栓孔10，方便安装。
上述磁性液体阻尼减振器，所述的减振器质量块的竖直总长度小于球状外壳内径直径1-2mm。
上述磁性液体阻尼减振器，所述非导磁连接杆的材质为铜或氧化锆等密度较大的材料。所述第一永磁体和第二永磁体为环状结构或柱状结构；第一磁性液体包裹第一永磁体，第二磁性液体包裹第二永磁体。第一永磁体2和第二永磁体7整体为环状结构或为柱状结构，端面为球面，第一永磁体2的尺寸小于第二永磁体7的尺寸，所述永磁体均采用端面充磁或辐射充磁。
所述第一永磁体、第二永磁体和非导磁连接杆端面均为球面，且非导磁连接杆小端面的球面曲率半径与第一永磁体的上端面曲率半径相等，非导磁连接杆大端面的球面曲率半径与第二永磁体的下端面曲率半径相等。
上述磁性液体阻尼减振器，所述第一磁性液体和第二磁性液体的酯基磁性液体、机油基磁性液体、煤油基磁性液体或水基磁性液体中的任一种。
如图2所示，本发明优选的是，在上外壳和下外壳上均设置有环座，在环座内设置有永磁环11，减振器中间增加永磁环，在微重力环境中为减振器提供回复力，减振器质量块两端同时受到排斥力，增加了减振器工作的稳定性。
本发明的技术方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种磁性液体阻尼减振器，包括减振器外壳和减振器质量块，减振器质量块设置在减振器外壳内，其特征在于：所述减振器外壳为球状外壳，在球状外壳内设置有非导磁连接杆（4），非导磁连接杆的结构为上端小下端大，非导磁连接杆的上端和下端分别固定第一永磁体（2）和第二永磁体（7），在第一永磁体与球状外壳之间设置有第一磁性液体（1），在第二永磁体与球状外壳之间设置有第二磁性液体（8），第一磁性液体（1）、第一永磁体（2）、非导磁连接杆（4）、第二永磁体（7）、第二磁性液体（8）共同组成减振器质量块，质量块往复运动方向不受限制，维度多，不论何种姿态均可实现耗能减振，稳定性好。
2.根据权利要求1所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述球状外壳由上外壳（3）和下外壳（9）构成，上外壳和下外壳均为半球状，所述的上外壳（3）和下外壳（9）均为非导磁材料。
3.根据权利要求2所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述上外壳（3）和下外壳（9）通过第一螺栓孔（6）的螺栓进行连接，在下外壳或下外壳连接处设置有密封槽，上外壳和下外壳连接时，将密封圈（5）卡进密封槽内进行密封。
4.根据权利要求1所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述的减振器质量块的竖直总长度小于球状外壳内径直径1-2mm。
5.根据权利要求1所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述非导磁连接杆的材质为铜或氧化锆。
6.根据权利要求1所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述第一永磁体和第二永磁体为环状结构或柱状结构。
7.根据权利要求1所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述第一磁性液体包裹第一永磁体，第二磁性液体包裹第二永磁体。
8.根据权利要求1所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述第一磁性液体和第二磁性液体为酯基磁性液体、机油基磁性液体、煤油基磁性液体或水基磁性液体中的任一种。
9.根据权利要求2或3所述的磁性液体阻尼减振器，其特征在于：所述上外壳和下外壳上均设置有环座，在环座内设置有永磁环（11）。
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