CN114791026A - 一种混合型阀式磁流变阻尼器 - Google Patents

一种混合型阀式磁流变阻尼器 Download PDF

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Abstract

本发明旨在提供了一种混合型阀式磁流变阻尼器，包括活塞杆、左端盖、缸体、活塞头、线圈；所述的活塞头和环槽之间构成阻尼通道，形成嵌入式阶梯的阻尼通道，从而增加有效阻尼通道长度，阻尼力最大值以及阻尼可调范围增大。所述的缸体内部设有线圈、永磁体块和弹簧结构，使得零电流时依然存在磁场。本发明混合型阀式磁流变阻尼器可解决现有磁流变阻尼器受供电限制的问题，具有能量储蓄功能、阻尼力调幅范围大、结构简单和稳定性较高的特点。

Description

一种混合型阀式磁流变阻尼器
技术领域
本发明涉及机械工程减振领域，具体涉及一种混合型阀式磁流变阻尼器。
背景技术
在传统的磁流变阻尼器中，外加磁场是由通电的缠绕在导磁铁芯上的励磁线圈产生的，其励磁线圈及铁芯的尺寸会受到磁流变阻尼器缸体尺寸的限制。如果通过加大线圈圈数来提高磁场，则会使阻尼器缸体尺寸较大，增加磁流变液的用量，提高阻尼器的造价。如果减小缸体尺寸，则不能获得足够大的外加磁场，进而影响磁流变阻尼器的最大出力和可调系数，这种现象在小尺寸的磁流变阻尼器上表现尤其严重。
现有的解决外加磁场大小的技术，一种方式是通过提高磁性颗粒的磁化强度来提高磁流变液屈服应力，但会导致磁流变液的抗沉淀性能下降，从而影响磁流变阻尼器在长期工作中的性能；另一种方式是增加磁性颗粒的含量，但会增加磁流变液的零场粘度，影响磁流变阻尼器的可调系数。因此，本发明提供一种能实现大范围阻尼可调，且具有能量储蓄功能的磁流变阻尼装置。
发明内容
本发明旨在提供一种混合型阀式磁流变阻尼器，该阻尼装置可解决现有磁流变阻尼器受供电限制的问题，具有能量储蓄功能、阻尼力调幅范围大、结构简单和稳定性较高的特点。
本发明的技术方案如下：
一种混合型阀式磁流变阻尼器，包括活塞杆、左端盖、缸体、活塞头、线圈；
所述的缸体内部空间注入磁流变液；所述的活塞杆的右端穿过左端盖中间的活塞孔进入到缸体内，能够相对于活塞杆孔滑动；所述的活塞杆的右端与活塞头的左端顶面中部固定连接；
所述的活塞头的右端面设有环槽，所述的环槽的内顶面上设有圆柱体，所述的圆柱体右端面上设有线圈环槽，所述的线圈设于线圈环槽内，并通过导磁材料进行密封；
所述的活塞头的左端设有阻尼通道，所述的阻尼通道一端开口位于活塞头左端面上，另一端开口与环槽左端连接；通过阻尼通道、环槽将活塞头5两侧的缸体内空间连通；
所述的活塞头的外圆面中部上阻尼通道旁边设有第一盲孔，所述的第一盲孔的轴向垂直于阻尼通道的轴向，第一盲孔靠近阻尼通道的底面上设有永磁体块Ⅰ，永磁体块Ⅰ之上设有导磁材料Ⅰ。
进一步地，所述的阻尼通道包括斜通道a、斜通道b，所述的斜通道a、斜通道b的一端开口分别位于活塞头左端面上的外圆周的两侧，斜通道a、斜通道b的另一端开口倾斜向右延伸与圆柱体的左端面连通；所述的斜通道a、斜通道b位于活塞头的同一轴截面的两侧。
进一步地，所述的斜通道a、斜通道b的旁边分别设有一组第一盲孔；所述的每组第一盲孔的右侧分别设有一组第二盲孔，所述的第二盲孔的轴向与其旁边的第一盲孔轴向平行；所述的第二盲孔靠近阻尼通道的底面上设有永磁体块Ⅱ，永磁体块Ⅱ之上设有导磁材料Ⅱ；
所述的阻尼通道一侧的第一盲孔、第二盲孔中的永磁体块Ⅰ和永磁体块Ⅱ的磁力线方向相同，所述的永磁体块Ⅰ和永磁体块Ⅱ的磁力线N极分别置于第一盲孔、第二盲孔内靠近阻尼通道的底面上。
进一步地，所述的斜通道a、斜通道b以活塞头轴向分界相互对称；所述阻尼通道旁两侧的第一盲孔、第二盲孔，以及其中设置的永磁体块Ⅰ、永磁体块Ⅱ、导磁材料Ⅰ、导磁材料Ⅱ以活塞头轴向为分界相互对称。
进一步地，还包括右端盖；所述的缸体与左端盖和右端盖通过螺栓固定连接，并通过O型密封圈Ⅲ进行密封。
进一步地，所述的缸体内右侧设有浮动活塞，浮动活塞位于活塞头和右端盖之间；所述的浮动活塞的外圆面上设有密封圈槽a，其内设有O型密封圈Ⅱ。
进一步地，所述的浮动活塞和右端盖之间的空间内填充有氮气。
进一步地，所述的浮动活塞的左端面中部设有弹簧，所述的弹簧左端上设有钢片。
进一步地，所述的左端盖上的活塞杆孔的内圆面上设有密封圈槽b，其内设有O型密封圈Ⅳ。
进一步地，所述的活塞头外圆面两侧设有密封圈槽c，其内设有O型密封圈Ⅰ。
本发明通过活塞头和圆柱体组合，形成嵌入式阶梯的阻尼通道，从而增加有效阻尼通道长度，阻尼力最大值以及阻尼可调范围得到有效提高，整个结构中装配简单，稳定性较高。
本发明通过在缸体内部设计线圈、永磁体块和弹簧结构，使得零电流时依然存在磁场，且在特殊情况下，即便失去能源供应，依然能够进行有效的被动控制，具备优良的故障安全性能，增加了该装置的稳定可靠性，扩大了其安全工作范围。
优选方案，本发明在缸体内部装有弹簧作为能量存储装置，在一些恶劣或持续供电存在困难的工程环境里，可以从阻尼器的弹簧结构中储存的部分外力转化为阻尼力，从而使得阻尼器的阻尼力在大范围内可变。
附图说明
图1是本发明的混合型阀式磁流变阻尼器结构示意图；
图2是本发明的活塞头和阻尼通道三维立体剖面图；
图中各部分名称及序号如下：
1-活塞杆、2-左端盖、3-螺钉Ⅰ、4-缸体、5-活塞头、6-阻尼通道、7-O型密封圈Ⅰ、8-第一盲孔、9-永磁体块Ⅰ、10-导磁材料Ⅰ、11-第二盲孔、12-永磁体块Ⅱ、13-导磁材料Ⅱ、14-环槽、15-圆柱体、16-弹簧、17-浮动活塞、18-右端盖、19-氮气、20-O型密封圈Ⅱ、21-钢片、22-线圈环槽、23-线圈、24-磁流变液、25-O型密封圈Ⅲ、26-O型密封圈Ⅳ；
61-斜通道a、62-斜通道b。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式进一步详细描述，以下实施例用于说明本发明。
实施例1
如图1-2所示，所述的混合型阀式磁流变阻尼器，包括活塞杆1、左端盖2、缸体4、活塞头5、线圈23；
所述的缸体4内部空间注入磁流变液24；所述的活塞杆1的右端穿过左端盖2中间的活塞孔进入到缸体4内，能够相对于活塞杆孔滑动；所述的活塞杆1的右端与活塞头5的左端顶面中部固定连接；
所述的活塞头5的右端面设有环槽14，所述的环槽14的内顶面上设有圆柱体15，所述的圆柱体15右端面上设有线圈环槽22，所述的线圈23设于线圈环槽22内，并通过导磁材料进行密封；
所述的活塞头5的左端设有阻尼通道6，所述的阻尼通道6一端开口位于活塞头5左端面上，另一端开口与环槽14左端连接；通过阻尼通道6、环槽14将活塞头5两侧的缸体4内空间连通；
所述的活塞头5的外圆面中部上阻尼通道6旁边设有第一盲孔8，所述的第一盲孔8的轴向垂直于阻尼通道6的轴向，第一盲孔8靠近阻尼通道6的底面上设有永磁体块Ⅰ9，永磁体块Ⅰ9之上设有导磁材料Ⅰ10。
所述的阻尼通道6包括斜通道a61、斜通道b62，所述的斜通道a61、斜通道b62的一端开口分别位于活塞头5左端面上的外圆周的两侧，斜通道a61、斜通道b62的右端开口倾斜向右延伸与圆柱体14的左端面连通；所述的斜通道a61、斜通道b62位于活塞头5的同一轴截面的两侧。
所述的斜通道a61、斜通道b62的旁边分别设有一组第一盲孔8；所述的每组第一盲孔8的右侧分别设有一组第二盲孔11，所述的第二盲孔11的轴向与其旁边的第一盲孔8轴向平行；所述的第二盲孔11靠近阻尼通道6的底面上设有永磁体块Ⅱ12，永磁体块Ⅱ12之上设有导磁材料Ⅱ13；
所述的阻尼通道6一侧的第一盲孔8、第二盲孔11中的永磁体块Ⅰ9和永磁体块Ⅱ12的磁力线方向相同，所述的永磁体块Ⅰ9和永磁体块Ⅱ12的磁力线N极分别置于第一盲孔8、第二盲孔11内靠近阻尼通道6的底面上。
所述的斜通道a61、斜通道b62以活塞头5轴向分界相互对称；所述阻尼通道6旁两侧的第一盲孔8、第二盲孔11，以及其中设置的永磁体块Ⅰ9、永磁体块Ⅱ12、导磁材料Ⅰ10、导磁材料Ⅱ13以活塞头5轴向为分界相互对称。
所述的还包括右端盖18；所述的缸体4与左端盖2和右端盖18通过螺栓3固定连接，并通过O型密封圈Ⅲ25进行密封。
所述的缸体4内右侧设有浮动活塞17，浮动活塞17位于活塞头5和右端盖18之间；所述的浮动活塞17的外圆面上设有密封圈槽a，其内设有O型密封圈Ⅱ20。
所述的浮动活塞17和右端盖18之间的空间内填充有氮气19。
所述的浮动活塞17的左端面中部设有弹簧16，所述的弹簧16左端上设有钢片21。
所述的左端盖2上的活塞杆孔的内圆面上设有密封圈槽b，其内设有O型密封圈Ⅳ26。
所述的活塞头5外圆面两侧设有密封圈槽c，其内设有O型密封圈Ⅰ7。

Claims (10)

1.一种混合型阀式磁流变阻尼器，包括活塞杆（1）、左端盖（2）、缸体（4）、活塞头（5）、线圈（23）；其特征在于：
所述的缸体（4）内部空间注入磁流变液（24）；所述的活塞杆（1）的右端穿过左端盖（2）中间的活塞孔进入到缸体（4）内，能够相对于活塞杆孔滑动；所述的活塞杆（1）的右端与活塞头（5）的左端顶面中部固定连接；
所述的活塞头（5）的右端面设有环槽（14），所述的环槽（14）的内顶面上设有圆柱体（15），所述的圆柱体（15）右端面上设有线圈环槽（22），所述的线圈（23）设于线圈环槽（22）内，并通过导磁材料进行密封；
所述的活塞头（5）的左侧设有阻尼通道（6），所述的阻尼通道（6）一端开口位于活塞头（5）左端面上，另一端开口与环槽（14）左端连接；通过阻尼通道（6）、环槽（14）将活塞头（5）两侧的缸体（4）内空间连通；
所述的活塞头（5）的外圆面中部上阻尼通道（6）旁边设有第一盲孔（8），所述的第一盲孔（8）的轴向垂直于阻尼通道（6）的轴向，第一盲孔（8）靠近阻尼通道（6）的底面上设有永磁体块Ⅰ（9），永磁体块Ⅰ（9）之上设有导磁材料Ⅰ（10）。
2.如权利要求1所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：所述的阻尼通道（6）包括斜通道a（61）、斜通道b（62），所述的斜通道a（61）、斜通道b（62）的一端开口分别位于活塞头（5）左端面上的外圆周的两侧，斜通道a（61）、斜通道b（62）的另一端倾斜向右延伸与圆柱体（14）的左端面连通；所述的斜通道a（61）、斜通道b（62）位于活塞头（5）的同一轴截面的两侧。
3.如权利要求2所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：所述的斜通道a（61）、斜通道b（62）的旁边分别设有一组第一盲孔（8），所述的每组第一盲孔（8）的右侧分别设有一组第二盲孔（11），所述的第二盲孔（11）的轴向与其旁边的第一盲孔（8）轴向平行；所述的第二盲孔（11）靠近阻尼通道（6）的底面上设有永磁体块Ⅱ（12），永磁体块Ⅱ（12）之上设有导磁材料Ⅱ（13）；
所述的阻尼通道（6）一侧的第一盲孔（8）、第二盲孔（11）中的永磁体块Ⅰ（9）和永磁体块Ⅱ（12）的磁力线方向相同，所述的永磁体块Ⅰ（9）和永磁体块Ⅱ（12）的磁力线N极分别置于第一盲孔（8）、第二盲孔（11）内靠近阻尼通道（6）的底面上。
4.如权利要求3所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于： 所述的斜通道a（61）、斜通道b（62）以活塞头（5）轴向分界相互对称；所述阻尼通道（6）旁两侧的第一盲孔（8）、第二盲孔（11），以及其中设置的永磁体块Ⅰ（9）、永磁体块Ⅱ（12）、导磁材料Ⅰ（10）、导磁材料Ⅱ（13）以活塞头（5）轴向为分界相互对称。
5.如权利要求1所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：还包括右端盖（18）；所述的缸体（4）与左端盖和右端盖（18）端通过螺栓（3）固定连接，并通过O型密封圈Ⅲ（25）进行密封。
6.如权利要求5所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：所述的缸体（4）内右侧设有浮动活塞（17），浮动活塞（17）位于活塞头（5）和右端盖（18）之间；所述的浮动活塞（17）的外圆面上设有密封圈槽a，其内设有O型密封圈Ⅱ（20）。
7.如权利要求6所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：所述的浮动活塞（17）和右端盖（18）之间的空间内填充有氮气（19）。
8.如权利要求5所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：所述的浮动活塞（17）的左端面中部设有弹簧（16），所述的弹簧（16）左端上设有钢片（21）。
9.如权利要求1所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：所述的左端盖（2）上的活塞杆孔的内圆面上设有密封圈槽b，其内设有O型密封圈Ⅳ（26）。
10.如权利要求1所述的混合型阀式磁流变阻尼器，其特征在于：所述的活塞头（5）外圆面两侧设有密封圈槽c，其内设有O型密封圈Ⅰ（7）。
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