CN114458715B - 基于表面织构的磁流变阻尼器 - Google Patents

基于表面织构的磁流变阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于表面织构的磁流变阻尼器，包括缸体、活塞组件及磁流变液体，所述缸体具有容腔，所述活塞组件包括活塞杆及活塞组，所述活塞杆安装于所述缸体并贯穿所述容腔，所述活塞组固定于所述活塞杆上并随所述活塞杆作往复运动，所述活塞组具有与所述容腔连通的阻尼通道，所述磁流变液体位于所述容腔及所述阻尼通道内，所述阻尼通道的内壁形成有表面织构，且该表面织构的每个凹槽或凹坑的内径为500微米～1毫米，故而所述磁流变液体流经所述阻尼通道时流动阻力大大增加，使得阻尼可调范围变大，在所需耗能相同时，用较小的行程即可实现，减小了体积，提高了阻尼性能。

Description

基于表面织构的磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及一种阻尼器，特别涉及一种基于表面织构的磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变阻尼器是一种半主动减振器件，其阻尼力随着线圈电流的大小连续可调，磁流变阻尼器调节范围宽、响应速度快、能耗低，被广泛运用于汽车、桥梁、建筑、航空航天领域内，对结构减振具有重要的作用，而传统的磁流变阻尼器存在行程长、体积大、阻尼性能差等问题。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于表面织构的磁流变阻尼器，该磁流变阻尼器具有较小的体积及良好的阻尼性能。
一种基于表面织构的磁流变阻尼器，包括缸体、活塞组件及磁流变液体，所述缸体具有容腔，所述活塞组件包括活塞杆及活塞组，所述活塞杆安装于所述缸体并贯穿所述容腔，所述活塞组固定于所述活塞杆上并随所述活塞杆作往复运动，所述活塞组具有与所述容腔连通的阻尼通道，所述磁流变液体位于所述容腔及所述阻尼通道内，所述阻尼通道的内壁形成有表面织构，且该表面织构的每个凹槽或凹坑的内径为500微米～1毫米。
进一步地，所述活塞组包括左活塞端盖、活塞、右活塞端盖及套筒，所述左活塞端盖、所述活塞、所述右活塞端盖依次固定于所述活塞杆上，所述套筒套设于所述活塞上并固定于所述左活塞端盖与所述右活塞端盖之间，所述套筒与所述活塞之间形成所述阻尼通道，所述阻尼通道内的表面织构位于所述套筒的内壁和/或所述活塞的外壁。
进一步地，所述左活塞端盖与所述右活塞端盖上均开设有环形通孔，所述环形通孔连通所述阻尼通道与所述容腔。
进一步地，所述左活塞端盖及所述右活塞端盖上均开设有凹槽，所述套筒两端设置有凸台，所述凸台插设于所述凹槽内从而将所述套筒固定于所述左活塞端盖与所述右活塞端盖之间。
进一步地，所述活塞组的外周设置有密封圈，所述容腔具有容腔壁，所述容腔壁上形成有表面织构，且该表面织构中每个凹槽或凹坑的内径为10微米～100微米，所述密封圈接触该表面织构。
进一步地，所述密封圈包括第一密封圈及第二密封圈，所述第一密封圈安装于所述左活塞端盖的外周，所述第二密封圈安装于所述右活塞端盖的外周。
进一步地，所述缸体还包括固定于所述容腔端部的密封盖，所述密封盖上开设有安装孔，所述活塞杆位于所述安装孔内，所述安装孔的周壁上安装有第三密封圈，所述活塞杆形成有表面织构，且该表面织构中每个凹槽或凹坑的内径为10微米～100微米，所述第三密封圈接触该表面织构。
进一步地，所述缸体远离所述密封盖的一端开设有限位孔，所述活塞杆位于所述限位孔内，所述限位孔的周壁上安装有第四密封圈，所述第四密封圈接触所述活塞杆上的表面织构。
进一步地，所述活塞组件还包括圆形螺母，所述活塞杆具有台阶面，所述右活塞端盖抵靠所述台阶面，所述圆形螺母抵靠所述左活塞端盖远离所述右活塞端盖的一侧，以将所述活塞组锁固于所述活塞杆上。
进一步地，所述活塞杆内开设有供引线穿过的通孔。
本发明提供的基于表面织构的磁流变阻尼器，由于在阻尼通道的内壁形成有表面织构，且该表面织构中每个凹槽或凹坑的内径为500微米～1毫米，故而磁流变液体流经所述阻尼通道时流动的阻力大大增加，使得所述磁流变阻尼器的阻尼可调范围变大，在所需耗能相同时，用较小行程即可实现，减小了体积并提高了阻尼性能。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本发明较佳实施方式的基于表面织构的磁流变阻尼器的剖面示意图；
图2是图1中基于表面织构的磁流变阻尼器的右侧视图；
图3是图1中III部分的放大图；
图4是图1中活塞端盖的结构示意图；
图5～图8是基于表面织构的磁流变阻尼器中表面织构的示意图。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
请参考图1至图3，本发明提供的较佳实施方式的基于表面织构的磁流变阻尼器100，可通过六角头螺栓、平垫圈和六角螺母固定于缸基座200上。所述磁流变阻尼器100包括活塞组件10、缸体50及磁流变液体(图未示)，所述活塞组件10可安装于所述缸体50上，所述磁流变液体可位于所述缸体50内。
所述活塞组件10包括活塞杆20及活塞组30，所述活塞组30可固定于所述活塞杆20上并随所述活塞杆20作往复运动。
所述活塞杆20的外周形成有表面织构，所述活塞杆20内开设有供引线穿过的通孔21，所述通孔21的轴线与所述活塞杆20的轴线基本重合。所述活塞杆20还具有台阶面22，所述台阶面22对所述活塞组30起到限位及固定的作用。本发明中表面织构是指，在摩擦面或功能面上加工出的具有一定尺寸和排列的凹坑、凹槽或者微小沟槽的点阵，以获得所需的表面性能。
请参考图5至图8，本发明中的表面织构为多个凹槽或凹坑排列而成，所述多个凹槽或凹坑可以为圆形、椭圆形或多边形，较佳地，所述多个凹槽或凹坑呈阵列排布。所述活塞杆20上的表面织构中，每个凹槽或凹坑的内径为10微米～100微米。
所述活塞组30包括左活塞端盖31、右活塞端盖32、活塞33及套筒34，所述左活塞端盖31和右活塞端盖32可安装于所述活塞33的两侧，所述套筒34可套设于所述活塞33并与所述活塞33之间形成阻尼通道L，所述阻尼通道L的内壁形成有表面织构，该表面织构的每个凹槽或凹坑的内径为500微米～1毫米。具体地，该表面织构位于所述活塞33的外壁和/或所述套筒34的内壁上。
请同时参考图4，所述左活塞端盖31的外周开设有安装槽311，所述左活塞端盖31的侧壁上开设有凹槽312及环形通孔313，所述凹槽312用于安装所述套筒34，所述环形通孔313可与所述阻尼通道L连通。所述左活塞端盖31的外周还安装有第一密封圈41，具体地，所述第一密封圈41可安装于所述安装槽311内。在本实施方式中，所述左活塞端盖31上开设有4个所述环形通孔313；在其它实施方式中，也可以根据需要开设其它数量的所述环形通孔313。
所述右活塞端盖32的外周开设有安装槽321，所述右活塞端盖32的侧壁上开设有凹槽322及环形通孔323，所述凹槽322用于安装所述套筒34，所述环形通孔323可与所述阻尼通道L连通。所述右活塞端盖32的外周还安装有第二密封圈42，具体地，所述第二密封圈42可安装于所述安装槽321内。所述环形通孔323的数量与所述环形通孔313的数量一致，在本实施方式中，所述右活塞端盖32上开设有4个所述环形通孔323，在其它实施方式中；也可以根据需要开设其它数量的所述环形通孔323。
所述活塞33的外壁还开设有安装槽331。
所述套筒34采用具有良好导磁性能的材料制成，其两端设置有凸台，所述凸台包括第一凸台341及第二凸台342，所述第一凸台341与所述凹槽312匹配，所述第二凸台342与所述凹槽322匹配。
所述活塞组30还包括线圈35及圆形螺母36。所述线圈35安装于所述活塞33上，具体地，所述线圈35绕制于所述活塞33的凹槽331内，所述圆形螺母36可与所述台阶面22共同固定所述活塞组30。
所述缸体50呈圆柱状，由非导磁材料制成。所述缸体50具有容腔51及密封盖52，所述密封盖52可固定于所述容腔51的端部，所述容腔51远离所述密封盖52的一端设有限位孔53。
所述容腔51具有容腔壁511，所述容腔壁511上形成有表面织构。具体地，所述容腔壁511上的表面织构中，每个凹槽或凹坑的内径为10微米～100微米。
所述密封盖52上开设有安装孔521，所述安装孔521的周壁上可安装有第三密封圈43，所述安装孔521的周壁上开设有安装槽5211，所述第三密封圈43可安装于所述安装槽5211内。
所述限位孔53的周壁上可安装有第四密封圈44，所述限位孔53的周壁上开设有安装槽531，所述第四密封圈44可安装于所述安装槽531内。
组装时，将所述第四密封圈44安装于所述安装槽531内，将所述活塞杆20插入所述限位孔53内；将所述第二密封圈42安装于所述右活塞端盖32的安装槽321内，将安装有所述第二密封圈42的右活塞端盖32安装于所述活塞杆20上，将安装有线圈35的所述活塞33安装于所述活塞杆20上；将所述套筒34套设于所述活塞33上，所述第二凸台342插设于所述凹槽322内；将所述第一密封圈41安装于所述左活塞端盖31的安装槽311内，将安装有所述第一密封圈41的左活塞端盖31安装于所述活塞杆20上，所述凹槽312与所述凹槽322相向设置，所述第一凸台341插设于所述凹槽312内；旋入所述圆形螺母36，从而将所述活塞组30固定安装于所述活塞杆20上。所述右活塞端盖32抵靠所述台阶面22，所述圆形螺母36抵靠所述左活塞端盖31远离所述右活塞端盖32的一侧，所述套筒34固定安装于所述左活塞端盖31和所述右活塞端盖32之间，所述套筒34与所述活塞33之间形成有所述阻尼通道L，所述阻尼通道L通过所述左活塞端盖31的环形通孔313及所述右活塞端盖32的环形通孔323与所述容腔51连通，所述第一密封圈41及所述第二密封圈42接触所述容腔壁511上的表面织构，所述第四密封圈44接触所述活塞杆20上的表面织构。
向所述容腔51内注入磁流变液体，磁流变液体充斥于所述容腔51内。
将所述第三密封圈43安装于所述安装孔521的安装槽5211内，将安装有所述第三密封圈43的密封盖52安装至所述缸体50上使其覆盖所述容腔51的开口，所述活塞杆20位于所述安装孔521内，所述磁流变阻尼器100组装完成，所述第三密封圈43接触所述活塞杆20上的表面织构。
所述磁流变阻尼器100可以通过六角头螺栓、平垫圈和六角螺母固定于所述缸基座200上。为了进一步提高密封效果，所述密封盖52的外壁还可以安装有第五密封圈45，具体地，所述密封盖52的外壁上开设有安装槽522，所述第五密封圈45安装于所述安装槽522内并贴合所述容腔壁511，以实现更好的密封效果。
由于所述阻尼通道L的内壁上设置有表面织构，且该表面织构中的每个凹槽或凹坑的内径为500微米～1毫米，因此，磁流变液体流经所述阻尼通道L时的流动阻力大大增加，使得所述磁流变阻尼器100的阻尼可调范围变大，在所需耗能相同时，用较小行程即可实现，从而减小了所述磁流变阻尼器100的体积。
此外，所述容腔壁511形成有表面织构，且该表面织构中的每个凹槽或凹坑的内径为10微米～100微米，如此，当所述活塞组30随所述活塞杆20往复运动的过程中，能够减小所述第一密封圈41及第二密封圈42与所述容腔壁511的摩擦磨损，延长了所述磁流变阻尼器100的使用寿命；进一步地，由于所述活塞杆20的外周形成有表面织构，且该表面织构中的每个凹槽或凹坑的内径为10微米～100微米，能够减小所述第三密封圈43及所述第四密封圈44的磨损，从而进一步延长所述磁流变阻尼器100的使用寿命。
进一步地，所述活塞杆20上的所述台阶面22与所述活塞杆20一体成型，一方面，能够在安装所述右活塞端盖32时起到定位的作用；另一方面，能够与所述圆形螺母36一起固定所述活塞组30，防止在运动过程中所述活塞组30的位置发生偏移，当然，所述活塞杆20上需要设置与所述圆形螺母36相匹配的螺纹。
本发明提供的所述磁流变阻尼器100包括缸体50、活塞组件10及磁流变液体，所述缸体50具有容腔51，所述活塞组件10包括活塞杆20及活塞组30，所述活塞杆20安装于所述缸体50并贯穿所述容腔51，所述活塞组30固定于所述活塞杆20上并随所述活塞杆20作往复运动，所述活塞组30还具有与所述容腔51连通的阻尼通道L，所述阻尼通道L的内壁形成有表面织构，且该表面织构的每个凹槽或凹坑的内径为500微米～1毫米，因此，磁流变液体流经所述阻尼通道L时的流动阻力大大增加，使得所述磁流变阻尼器100的阻尼可调范围变大，在所需耗能相同时，用较小行程即可实现，从而减小了所述磁流变阻尼器100的体积并提高了阻尼性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一些实施例”、“可选地”、“进一步地”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种基于表面织构的磁流变阻尼器，包括缸体、活塞组件及磁流变液体，所述缸体具有容腔，所述活塞组件包括活塞杆及活塞组，所述活塞杆安装于所述缸体并贯穿所述容腔，所述活塞组固定于所述活塞杆上并随所述活塞杆作往复运动，其特征在于：所述活塞组具有与所述容腔连通的阻尼通道，所述磁流变液体位于所述容腔及所述阻尼通道内，所述阻尼通道的内壁形成有表面织构，且该表面织构的每个凹槽或凹坑的内径为500微米~1毫米；
所述活塞组包括左活塞端盖、活塞、右活塞端盖及套筒，所述左活塞端盖、所述活塞、所述右活塞端盖依次固定于所述活塞杆上，所述套筒套设于所述活塞上并固定于所述左活塞端盖与所述右活塞端盖之间，所述套筒与所述活塞之间形成所述阻尼通道，所述阻尼通道内的表面织构位于所述套筒的内壁和/或所述活塞的外壁；
所述活塞组的外周设置有密封圈，所述容腔具有容腔壁，所述容腔壁上形成有表面织构，且该表面织构中每个凹槽或凹坑的内径为10微米~100微米，所述密封圈接触该表面织构。
2.根据权利要求1所述的基于表面织构的磁流变阻尼器，其特征在于：所述左活塞端盖与所述右活塞端盖上均开设有环形通孔，所述环形通孔连通所述阻尼通道与所述容腔。
3.根据权利要求1所述的基于表面织构的磁流变阻尼器，其特征在于：所述左活塞端盖及所述右活塞端盖上均开设有凹槽，所述套筒两端设置有凸台，所述凸台插设于所述凹槽内从而将所述套筒固定于所述左活塞端盖与所述右活塞端盖之间。
4.根据权利要求1所述的基于表面织构的磁流变阻尼器，其特征在于：所述密封圈包括第一密封圈及第二密封圈，所述第一密封圈安装于所述左活塞端盖的外周，所述第二密封圈安装于所述右活塞端盖的外周。
5.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的基于表面织构的磁流变阻尼器，其特征在于：所述缸体还包括固定于所述容腔端部的密封盖，所述密封盖上开设有安装孔，所述活塞杆位于所述安装孔内，所述安装孔的周壁上安装有第三密封圈，所述活塞杆形成有表面织构，且该表面织构中每个凹槽或凹坑的内径为10微米~100微米，所述第三密封圈接触该表面织构。
6.根据权利要求5所述的基于表面织构的磁流变阻尼器，其特征在于：所述缸体远离所述密封盖的一端开设有限位孔，所述活塞杆位于所述限位孔内，所述限位孔的周壁上安装有第四密封圈，所述第四密封圈接触所述活塞杆上的表面织构。
7.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的基于表面织构的磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞组件还包括圆形螺母，所述活塞杆具有台阶面，所述右活塞端盖抵靠所述台阶面，所述圆形螺母抵靠所述左活塞端盖远离所述右活塞端盖的一侧，以将所述活塞组锁固于所述活塞杆上。
8.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的基于表面织构的磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞杆内开设有供引线穿过的通孔。
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