CN1807922A - 磁悬浮式弹簧缓冲减振器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁悬浮式弹簧缓冲减振器，它是将两个或多个高能钕铁硼永磁钢环在轴杆上同极与同极相邻互相串联而成，利用磁性同名极相斥原理，靠磁力悬浮来工作，达到控制机件运动、缓和衰减振动，贮蓄能量的目的，尤其是能满足压缩减振簧刚度随载荷大小而变的弹簧缓冲减振器，该减振器性能好、体积小，结构简单，可广泛应用于各种机械、各种车辆、飞机、机车的悬架上。

Description

磁悬浮式弹簧缓冲减振器
技术领域
本发明涉及一种靠磁力悬浮来工作的弹性缓冲器件，它可广泛应用于国防军械，飞机、汽车、摩托车、自行车、电动自行车的悬架和压力机、压缩机、冲压机、离心机、空气锤等各种机械上，尤其是满足压缩减振簧刚度随载荷大小而变，能迅速缓和衰减振动的磁悬浮式弹簧缓冲减振器。
背景技术
目前，公知的弹性缓冲减振器有弹簧、橡胶、气体、液体或气液混合式，它们大多采用减振器和弹性元件分开并联设置，由于它们的振动和阻尼大小不一，这样容易造成两者不同步，影响平顺性和舒适性。而且它们对密封要求高，气体液体易泄露、对气液体质量数量要求严格、耐久性差、成本高、重量体积大，制造工艺复杂、辅助机械多，很难紧凑地容纳在机械机构中。不能满足在载荷小时即能柔和地变形释放，在受到较大载荷时，又能很好地承受较大载荷缓和衰减振动的要求。
发明内容
为了克服现有缓冲减振装置，不能同时满足性能好、结构简单紧凑、成本低的不足，本发明提供一种磁悬浮式弹簧缓冲减振器，该减振器不仅能迅速控制缓和衰减振动，而且它的弹性刚度自然柔和伸缩互补，能随载荷大小而变，具有非线性特点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：它选用第三代稀土高能磁体材料，运用科学磁路原理制作的钕铁硼永磁钢。钕铁硼是当代磁铁中性能最强的永磁钢，它磁能积高、磁感应强，磁通密度大、磁力线密集，其潜在的磁性能极高，由于它南北两极强度相等的特性，它能相吸和相斥起自身重量640倍的重物。本发明是用轴杆将两个或多个钕铁硼圆环形永磁钢，同极与同极相邻互相排列串联而成，利用它同名极相斥的原理和柔和的弹性，来达到控制机件运动，缓和衰减冲击或振动，贮畜能量的目的。本发明分双向作用筒式、单向作用筒式和敞开式三种。(1)双向作用筒式：它是在外筒中、空心轴杆、磁环、内筒、摩擦导向座、轴杆、磁环顺序连接，外筒中的磁环同极与同极相邻互相串联在空心轴杆上，轴杆穿过内筒轴套上下运动，与固定在轴杆上的摩擦导向座连接，压缩内筒中同极与同极相邻互相串联在实心轴杆上的磁环，使实心轴杆穿过摩擦导向座在空心轴杆中上下运动。当内外筒受力上下伸缩时，内筒推动外筒中的磁环上下移动，这时外筒空心轴杆上的摩擦导向座推动内筒中的磁环上下移动，同时内筒上的实心轴杆伸进外筒上的空心轴杆中上下移动，与此同时摩擦导向座和实心轴杆活塞在往复伸缩运动中起到摩擦和抽动空气部分真空作用，产生阻尼力，达到伸缩互补缓和衰减振动目的。(2)单向筒式：它是在外筒中、轴杆、磁环、内筒、摩擦导向座顺序连接，外筒中的磁环同极与同极相邻互相串联在轴杆上，轴杆穿过内筒上的轴套作上下运动，与固定在轴杆上的摩擦导向座连接，在内筒壁间运动。当内外筒受外力载荷压缩时，内筒上移压缩磁环，伸张时内筒下移释放磁环，同时摩擦导向座与内筒壁之间在伸缩往复运动中产生摩擦，并压缩和抽动空气产生阻尼力，来达到消散能量缓和衰减振动目的。(3)敞开式：在轴杆上、磁环、卡簧顺序连接，磁环同极与同极相邻互相串联在轴杆上，在机械的载荷间伸缩运动，轴杆穿过机械载荷上的轴套运动。当磁环受到载荷压缩和伸张时，在合金轴杆上产生一定阻尼吸力，在非有色金属轴杆上起到弹簧作用，来达到消散缓和减振目的。
本发明的有益效果是：利用它的弹性可以达到缓冲减振、控制平衡、传递储能的同时，又能满足在载荷小时即能柔和地变形和释放，在受到较大载荷时又能很好地承受较大载荷的要求。在国防军械上，它可以缩短军械长度，不会永久变形，减小后坐力。具有良好稳定的性能，结构简单，成本低等优点。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明。
图1是双向作用筒式磁悬浮式弹簧缓冲减振器示意图。
图2是单向作用筒式磁悬浮式弹簧缓冲减振器示意图。
图3是敞开式磁悬浮式缓冲弹簧示意图。
具体实施方式
本发明可根据机械对阻尼的要求，选用抗耐磨、表面光滑的有色金属或合金材料制成的轴，根据载荷重量要求，将符合其规格大小的多个钕铁硼同等圆环形永磁钢环，同极与同极相邻互相串联而成。也可为满足更理想状态弹性刚度要求，将同一厚度，不同直径或同一直径不同厚度的多个永磁环，同极与同极相邻串联组合成圆柱形、圆锥形、中凸形和中凹形。根据机械载荷所需，串联方式可采用刚度小的单个同极相邻排列，如：NS+SN+NS+SN或采用刚度大的两个异极相吸后再同极相邻排列，如：NSNS+SNSN+NSNS，也可直接采用加厚或加大直径来增强刚度要求。钕铁硼材料截面多为圆形，一般加工成圆环形，也可加工成其它形状，内孔径应和轴径相当，间隙不应过大，在截面内孔可开成倒角圆孔，有利于载荷能更好地按轴心自由运动，成形后应做表面处理，钕铁硼永磁钢具有极强的矫顽力，一般不会退磁，一旦退磁可做多极充磁处理。根据机械需要缸筒可选用有色金属或合金材料制成也可在磁屏蔽罩内使用。
在图1中，外筒(1)上的空心轴杆(2)同极相邻串联磁环(6)后穿过内筒(3)和摩擦导向座(4)后固定，内筒(3)上的轴杆(5)同极相邻串联磁环(6)后伸进摩擦导向座(4)和空心轴杆(2)中，形成内筒(3)推动外筒中的磁环(6)摩擦导向座(4)推动内筒中的磁环(6)的互补互动现象。内外筒磁环应同极与同极相邻依次顺序排列组合，内外筒中的磁环数量和大小根据情况不一定要求一样。在内外筒两端，空心轴杆一端和导向座上开设有气孔，轴杆和缸筒为一体，在内筒上加有轴套，内筒轴杆上加有活塞，内外筒两端固定有橡胶档套，高度大于其筒内磁环厚度之和，内径大于磁环外径。
在图2中，外筒(1)上的轴杆(2)同极与同极相邻串联磁环(5)后穿过内筒(3)和摩擦导向座(4)后卡簧固定，形成内筒推动磁环。在内筒上加有轴套，在内外筒两端和摩擦导向座上开设有气孔，在内筒底部固定有橡胶档块，厚度大于外筒磁环厚度之和。
在图3中，轴杆(2)同极与同极相邻串联磁环(3)后，两头穿过载荷(1)和载荷(4)后卡簧固定，磁环在载荷间运动。在载荷上加有轴套，轴杆在轴套间运动，在载荷上和磁环间固定有橡胶档套，高度大于磁环厚度之和，内径大于磁环外径。

Claims (6)

1、一种磁悬浮式弹簧缓冲减振器(双向作用筒式)，在外筒中，空心轴杆上、磁环、内筒、摩擦导向座、轴杆、磁环顺序连接，其特征是：外筒中的磁环同极与同极相邻互相串联在空心轴杆上，轴杆穿过内筒轴套上下运动，轴杆上的摩擦导向座，压缩内筒中的同极与同极相邻互相串联在实心轴杆上的磁环，使轴杆穿过摩擦导向座在空心轴杆中上下运动，同时，内筒压缩外筒中的磁环互补互动伸缩运动。
2、一种磁悬浮式弹簧缓冲减振器(单向作用筒式)，在外筒中，轴杆、磁环、内筒、摩擦导向座顺序连接，其特征是：外筒中的磁环同极与同极相邻互相串联在轴杆上，轴杆穿过内筒上的轴套作上下运动，轴杆上的摩擦导向座在内筒壁间运动。
3、一种磁悬浮式缓冲弹簧(敞开式)，在轴杆上、磁环、卡簧顺序连接，其特征是：磁环同极与同极相邻互相串联在轴杆上，在机械载荷间运动，轴杆穿过机械载荷在轴套内运动。
4、根据权利1所述的磁悬浮式弹簧缓冲减振器，其特征是：在内外筒轴杆上的磁环是同极与同极相邻依次顺序排列组合，内外筒中的磁环根据需要数量和大小不一定要求一样，空心轴杆上端开设有气孔，内筒上的实心轴杆端加有活塞。
5、根据权利1或2所述的磁悬浮式弹簧缓冲减振器，其特征是：磁环截面内孔开成倒角圆孔，在内筒孔内加有轴套，摩擦导向座在外筒轴杆上固定，内外筒两端和摩擦导向座上开设有气孔，筒内加有固定橡胶档件。
6、根据权利3所述的磁悬浮式缓冲弹簧，其特征是：磁环截面内孔开成倒角圆孔，载荷孔内加有轴套，轴杆两端有卡簧固定，在机械载荷上磁环一端固定有橡胶档套。
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