CN202659800U - 双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器，工作缸内壁贴充满磁流变液的泡沫金属，工作缸两端分别固定前、后端盖，工作缸内配合连接有活塞，活塞两端的活塞杆分别从前端盖和后端盖伸出，活塞两轴肩之间绕有励磁线圈，活塞的一端中心开有一小圆孔，用于将励磁线圈中的导线引出，而与外加控制电源连接。它采用泡沫金属存储磁流变液，与传统磁流变液阻尼器相比，不需要密封结构，结构简单，而且所需磁流变液量大量减少，极大程度上降低了成本，而且也减少了传统阻尼器在密封间隙处的磨损，延长了使用寿命；同时，与多孔海绵相比，泡沫金属具备强度大、耐磨损、磁导率可调等极大优势，也可以产生明显的磁流变效应，因此具有很好的应用前景。

Description

双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种阻尼器，尤其是一种磁流变液阻尼器。

背景技术

磁流变液主要由载液、磁性颗粒及添加剂三部分组成，没有外加磁场作用时，该磁性液体表现为低粘度的牛顿流体特性，一旦加入外加磁场，将呈现为高粘度的半固体状态。

磁流变液阻尼器（MR damper）是一种以磁流变液为工作液的阻尼可调器件，磁流变液阻尼器的力学特性可以由外加磁场连续控制。由于磁流变液阻尼器具有可调范围宽、响应速度快、功耗低、结构简单等优点，在土木工程及振动控制领域具有广泛的应用前景。

然而，近年来，在实际工程应用中，磁流变液阻尼器技术还存在一些不足之处，主要表现在以下几个方面：1.磁流变液阻尼器价格昂贵；2、密封困难；3、使用寿命短。传统的磁流变液阻尼器工作缸内部需要完全充满磁流变液，用量大，成本高；而且容易产生泄漏问题，从而需要设计很好的密封结构，进一步加大了其成本。同时，由于活塞往复运动而使得磁流变液中的大量磁性固体颗粒进入到活塞杆与密封结构之间的间隙，从而进一步对阻尼器的密封结构造成了破坏，影响了磁流变液阻尼器的寿命和性能。

多孔材料是20世纪发展起来的崭新材料体系，它是一种由相互贯通或封闭的孔洞构成网络结构的材料，孔洞的边界或表明由支柱或平板构成，具有相对密度低、比强度高、比表面积高、重量轻、渗透性好等优点，主要包括多孔金属材料，如泡沫金属、烧结金属等，和多孔非金属材料，如海绵、泡沫塑料、多孔玻璃等。

正因为多孔材料有如此多的优点，为解决以上所述磁流变阻尼器技术的不足，有学者尝试将多孔材料应用于磁流变阻尼器，例如文献 [Carlson J. D, M. R. Jolly. MR fluid, foam and elastomer devices, 2000, Mechatronics] 中提到了一种多孔海绵磁流变液阻尼器。这种设计的特点是将充满磁流变液的多孔海绵缠绕在装有电磁极的导磁钢轴上，在轴的一端形成活塞，可以在导磁缸筒内部沿轴向自由运动，由活塞和导磁钢筒提供磁力线通道。在毛细管力的作用下，磁流变液存储在多孔海绵的孔隙中，避免了泄露，不需要密封，而且减少了磁流变液的用量。但由于多孔海绵的硬度比较低，在多孔海绵磁流变液阻尼器工作的过程中会严重磨损多孔海绵，影响了使用寿命；而且多孔海绵容易变形，从而所产生的阻尼力也很难控制，因此，将多孔海绵应用于磁流变阻尼器的技术还有待进一步提高。

发明内容

本实用新型为了解决传统的磁流变液阻尼器成本高、密封难以及使用寿命短的技术问题，同时克服多孔海绵磁流变液阻尼器中采用多孔海绵时所带来的缺陷，而提供一种双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器，该阻尼器不仅成本低，而且经济实用。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器，包括前端盖、后端盖、活塞、工作缸，其特点是：工作缸内壁贴有充满磁流变液的泡沫金属，工作缸两端分别固定连接前端盖和后端盖，工作缸内配合连接有活塞，活塞两端的活塞杆分别从前端盖和后端盖伸出，活塞两轴肩之间绕有励磁线圈，励磁线圈通过穿过活塞一端中间部分中心孔的通电导线与外加控制电源连接，用于励磁线圈的通电。

工作缸壁上开且一个用于补充磁流变液小孔，小孔内设有一个防止磁流变液泄露的密封件。 

前、后端盖由低导磁材料制成，活塞为圆柱形，内开有中心孔，工作缸为圆筒形，活塞和工作缸均由高导磁性材料钢制作。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：由于本实用新型中采用泡沫金属存储磁流变液，与传统磁流变液阻尼器相比，不需要密封结构，结构简单，而且所需磁流变液量大量减少，极大程度上降低了成本，而且也减少了传统阻尼器在密封间隙处的磨损，延长了使用寿命；同时，与多孔海绵相比，泡沫金属具备强度大、耐磨损、磁导率可调等极大优势，也可以产生明显的磁流变效应，因此也具有很好的应用前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型的一个优选实施例结合附图详述如下：

参见图1，本实用新型的双出杆泡沫金属磁流变阻尼器，主要包括前端盖1、后端盖7、泡沫金属4、活塞6，工作缸3，励磁线圈5，通电导线9，控制电源10等。

工作缸3内壁贴有充满磁流变液的泡沫金属4，工作缸3两端分别固定连接前端盖1和后端盖7，工作缸3内配合连接有活塞6，活塞6两端的活塞杆分别从前端盖1和后端盖7伸出，活塞6两轴肩之间绕有励磁线圈5，励磁线圈5通过穿过活塞6一端中间部分中心孔的通电导线9与外加控制电源10连接，用于励磁线圈5的通电。

前、后端盖1，7采用低导磁材料，活塞6为阶梯式的圆柱形，工作缸3为圆筒形，活塞6和工作缸3由高导磁性材料钢制作，如20号钢等；圆筒形工作缸3内壁贴有充满磁流变液的泡沫金属4，活塞6的两端分别从端盖1和端盖7伸出；工作缸3壁上开一小孔2用于补充磁流变液，并用密封件对小孔2进行密封防止磁流变液泄露；工作缸3 与前、后端盖1，7之间由四个普通螺栓固定，活塞6一端加工有中心孔8，位于中心孔内的通电导线9一端连接励磁线圈5，一端连接控制电源10，励磁线圈5为铜线圈，采用直径为1mm的铜导线绕制而成。

本实用新型的工作原理如下：首先将泡沫金属4抽出真空，然后其贴在工作缸3内壁，，使磁流变液充满泡沫金属4的孔隙。通电之后，活塞两轴肩之间绕有励磁线圈5的部分，两轴肩，缝隙层，充满磁流变液的泡沫金属层，工作缸壁形成了一个高磁导通路，磁场大都通过了缝隙层（除端盖和空气泄漏）从而达到了磁流变效应的条件。外加磁场作用下，磁流变液从泡沫金属4的孔隙吸出来后，填充在泡沫金属4与活塞的间隙，随着活塞6的往复运动剪切而使磁流变阻尼器将产生阻尼力，产生磁流变效应，而且，所产生的剪切阻尼力的大小会随着通电导线9中电流的变化而变化；一旦去掉磁场，磁流变液又将流回泡沫金属4孔隙内部，而不从阻尼器中流出；当然，在这一退磁过程中，可能会出现少量磁流变液并未流回泡沫金属的孔隙中而导致剪切间隙内存在剩磁效应，但由于该剩磁而产生的剪切阻尼很小，可以忽略不计。

Claims (3)

1.一种双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器，包括前端盖（1）、后端盖（7）、活塞（6）、工作缸（3），其特征在于：所述工作缸（3）内壁贴有充满磁流变液的泡沫金属（4），工作缸（3）两端分别固定连接前端盖（1）和后端盖（7），工作缸（3）内配合连接有活塞（6），活塞（6）两端的活塞杆分别从前端盖（1）和后端盖（7）伸出，活塞（6）两轴肩之间绕有励磁线圈（5），励磁线圈（5）通过穿过活塞（6）一端中间部分中心孔的通电导线（9）与外加控制电源（10）连接，用于励磁线圈（5）的通电。

2.根据权利要求1所述的双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器，其特征在于：所述工作缸（3）壁上开且一个用于补充磁流变液小孔（2），小孔（2）内设有一个防止磁流变液泄露的密封件。

3.根据权利要求1所述的双出杆泡沫金属磁流变液阻尼器，其特征在于：所述前、后端盖（1，7）由低导磁材料制成，活塞（6）为圆柱形，内开有中心孔（8），

工作缸（3）为圆筒形，活塞（6）和工作缸（3）均由高导磁性材料钢制作。