CN206468738U - 采用双作用磁场的双通道磁流变阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种采用双作用磁场的双通道磁流变阻尼器，主要由活塞杆、阻尼器端盖、阻尼器缸体、活塞头端盖、活塞头缸体、线圈绕线架、永磁铁及吊环等组成。该阻尼器的活塞头分别由活塞头左端盖、线圈绕线架、永磁铁Ⅰ、永磁铁Ⅱ、活塞头缸体及活塞头右端盖六部分组合而成。该阻尼器在线圈绕线架左右两侧分别设有一块永磁铁，并且两块永磁铁的极性放置相同，使内部单一磁路变为混合磁路，形成双作用磁场，增大了阻尼器输出阻尼力的可调范围。双阻尼间隙结构充分利用了活塞头的体积，增加了有效阻尼间隙的长度。该磁流变阻尼器结构紧凑、体积小、可产生较大输出阻尼力及阻尼可调范围，特别适合于土木建筑、汽车领域等减振吸振系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种采用双作用磁场的双通道磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变液是一种新型智能材料，外加磁场时能在毫秒级时间内从自由流动的流体状态转变为具有一定剪切屈服强度的类固态，且这种变化可逆可控。利用磁流变液的磁流变效应制成的磁流变阻尼器具有可控性好、输出阻尼力大等优点，目前已广泛用于汽车、建筑、桥梁及机械等行业。
磁流变阻尼器对励磁线圈通入电流，因而在阻尼间隙处产生磁场。通过调节输入电流的大小，进而改变产生磁场的大小，使磁流变液呈现出不同的屈服强度，实现阻尼器输出阻尼力可控的目的。传统的磁流变阻尼器只具备励磁线圈单一磁路，为得到更大的输出阻尼力，一般的方法都是通过延长阻尼间隙的长度。该方法不仅使磁流变阻尼器的体积变得庞大，同时增大了其制造难度和装配难度。另外，传统的磁流变阻尼器只设置了一条液流通道，不能充分的利用活塞头结构。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种采用双作用磁场的双通道磁流变阻尼器。该磁流变阻尼器的活塞分别由活塞头左端盖、永磁铁Ⅰ、线圈绕线架、永磁铁Ⅱ、活塞头缸体及活塞头右端盖六部分组成。该阻尼器在线圈绕线架左右两侧，分别设有一块永磁铁，并且两块永磁铁的极性放置相同，使内部单一磁路变为混合磁路，形成双作用磁场。当励磁线圈不通入电流时，放置在线圈绕线架两端的两块永磁铁磁力线通过并垂直有效阻尼间隙；当对励磁线圈通正向电流时，励磁线圈产生磁场与永磁铁的极性相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到加强；反之，当对励磁线圈通反向电流时，励磁线圈产生磁场与永磁铁极性相反，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱。活塞头缸体外表面与阻尼器缸体内表面间形成圆环形间隙，构成一条轴向阻尼间隙；活塞头缸体内表面和线圈绕线架外表面形成圆环形间隙，构成另外一条轴向阻尼间隙，从而使得磁流变阻尼器具有双通道阻尼间隙。本实用新型阻尼器活塞头内置两块永磁铁，增大了阻尼器输出阻尼力的可调范围；双通道阻尼间隙结构则充分利用了活塞头的体积，在不增大阻尼器外部体积的前提下，增加了有效阻尼间隙长度。本实用新型所需体积小、结构紧凑；同时具有输出阻尼力大、可控范围大的特点。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：左吊环(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、永磁铁Ⅰ(6)、活塞头缸体(7)、活塞头右端盖(8)、右吊环(9)、阻尼器右端盖(10)、销钉(11)、永磁铁Ⅱ(12)、线圈绕线架(13)、励磁线圈(14)；左吊环(1)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(3)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)左端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；活塞头左端盖(5)左侧通过活塞杆(2)右侧台肩进行轴向定位；永磁铁Ⅰ(6)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；永磁铁Ⅰ(6)左侧通过活塞头左端盖(5)右侧进行轴向定位；线圈绕线架(13)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；线圈绕线架(13)左侧通过永磁铁Ⅰ(6)右侧进行轴向定位；永磁铁Ⅱ(12)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；永磁铁Ⅱ(12)左侧通过线圈绕线架(13)右侧进行轴向定位；活塞头缸体(7)左侧通过活塞头左端盖(5)右侧进行轴向定位；活塞头右端盖(8)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；活塞头右端盖(8)左侧通过活塞头缸体(7)右侧进行轴向定位；活塞杆(2)上加工有销孔，活塞头左端盖(5)、永磁铁Ⅰ(6)、线圈绕线架(13)、永磁铁Ⅱ(12)、活塞头缸体(7)、活塞头右端盖(8)与活塞杆(2)通过销钉(11)进行紧固连接；线圈绕线架(13)外侧加工有绕线槽，励磁线圈(14)缠绕在线圈绕线架(13)的绕线槽内；励磁线圈(14)的两根引线通过活塞头左端盖(5)内表面的引线槽及活塞杆(2)的引线孔引出；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(4)右端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；阻尼器右端盖(10)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器右端盖(10)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；右吊环(9)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
（1）本实用新型磁流变阻尼器在线圈绕线架左右两侧，分别设有一块永磁铁，并且两块永磁铁的极性放置相同，使内部单一磁路变为混合磁路，形成双作用磁场。当励磁线圈不通入电流时，放置在线圈绕线架两端的两块永磁铁磁力线通过并垂直有效阻尼间隙；当对励磁线圈通正向电流时，励磁线圈产生磁场与永磁铁的极性相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到加强；反之，当对励磁线圈通反向电流时，励磁线圈产生磁场与永磁铁极性相反，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱。
（2）活塞头缸体外表面与阻尼器缸体内表面间形成圆环形间隙，构成一条轴向阻尼间隙；活塞头缸体内表面和线圈绕线架外表面形成圆环形间隙，构成另外一条轴向阻尼间隙，从而使得磁流变阻尼器具有双通道阻尼间隙。双通道阻尼间隙结构充分利用了活塞头的体积，在不增大阻尼器外部体积的前提下，增加了有效阻尼间隙长度。
（3）本实用新型所需体积小、结构紧凑、具有输出阻尼力大及可控范围大的特点。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型活塞头结构示意图。
图3是本实用新型活塞头左端盖侧视图。
图4是本实用新型活塞头右端盖侧视图。
图5是本实用新型永磁铁磁力线分布示意图。
图6是本实用新型励磁线圈通正向电流磁力线分布示意图。
图7是本实用新型励磁线圈通反向电流磁力线分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示为本实用新型结构示意图。主要包括：左吊环(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、永磁铁Ⅰ(6)活塞头缸体(7)、活塞头右端盖(8)、右吊环(9)、阻尼器右端盖(10)、销钉(11)、永磁铁Ⅱ(12)、线圈绕线架(13)及励磁线圈(14)。
图2所示为本实用新型活塞头结构示意图。主要包括：永磁铁Ⅰ(6)、永磁铁Ⅱ(12)、活塞头左端盖(5)、活塞头缸体(7)、线圈绕线架(13)及活塞头右端盖(8)。
图3所示为本实用新型活塞头左端盖侧视图。其中，与液流通道相对应的位置加工有4个周向均匀布置的腰形通孔；在活塞头左端盖(5)一侧铣有一个槽，用于引出励磁线圈(14)引线。
图4所示为本实用新型活塞头右端盖侧视图。其中，与液流通道相对应的位置加工有4个周向均匀布置的腰形通孔。
图5所示为本实用新型永磁铁磁力线分布示意图。活塞头左端盖(5)、活塞头右端盖(8)、线圈绕线架(13)、活塞头缸体(7)及阻尼器缸体(4)均由10号钢导磁材料制成。永磁铁Ⅰ(6)产生的磁力线依次通过活塞头左端盖(5)、活塞头缸体(7)、阻尼器缸体(4)和线圈绕线架(13)，形成闭合回路；永磁铁Ⅱ(12)产生的磁力线依次通过活塞头右端盖(8)、活塞头缸体(7)、阻尼器缸体(4)和线圈绕线架(13)，形成闭合回路，并垂直双通道阻尼间隙。
图6所示为本实用新型励磁线圈通正向电流磁力线分布示意图。励磁线圈(14)产生的磁力线依次通过线圈绕线架(13)、活塞头缸体(7)和阻尼器缸体(4)，形成闭合回路，并垂直双通道阻尼间隙。对励磁线圈(14)通入正向电流，励磁线圈(14)产生磁场与永磁铁的极性相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到加强。
图7是本实用新型励磁线圈通反向电流磁力线分布示意图。对励磁线圈(14)通入反向电流，励磁线圈(14)产生磁场与永磁铁极性相反，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱。
本实用新型工作原理如下：
给励磁线圈(14)通入一定大小的电流，由于塞头左端盖(5)、活塞头右端盖(8)、线圈绕线架(13)、活塞头缸体(7)及阻尼器缸体(4)均由10号钢导磁材料制成。励磁线圈(15)与永磁铁Ⅰ(6)、永磁铁Ⅱ(12)的磁力线均通过活塞头缸体(7)、阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、活塞头右端盖(10)、线圈绕线架(13)，并形成闭合回路。磁力线垂直于活塞头缸体(7)与阻尼器缸体(4)、线圈绕线架(13)形成的液流通道。由于磁场作用，液流通道处的磁流变液其粘度会增大，屈服应力增强。磁流变液流过这个延长的阻尼间隙，需克服这种链状排列的分子间的力，从而增大磁流变阻尼器的粘滞阻尼力。通过调节线圈中电流大小，可改变磁流变液的屈服应力，达到所需的输出阻尼力。
Claims (1)
1.一种采用双作用磁场的双通道磁流变阻尼器，其特征在于包括：左吊环(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、永磁铁Ⅰ(6)、活塞头缸体(7)、活塞头右端盖(8)、右吊环(9)、阻尼器右端盖(10)、销钉(11)、永磁铁Ⅱ(12)、线圈绕线架(13)、励磁线圈(14)；左吊环(1)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(3)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)左端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；活塞头左端盖(5)左侧通过活塞杆(2)右侧台肩进行轴向定位；永磁铁Ⅰ(6)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；永磁铁Ⅰ(6)左侧通过活塞头左端盖(5)右侧进行轴向定位；线圈绕线架(13)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；线圈绕线架(13)左侧通过永磁铁Ⅰ(6)右侧进行轴向定位；永磁铁Ⅱ(12)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；永磁铁Ⅱ(12)左侧通过线圈绕线架(13)右侧进行轴向定位；活塞头缸体(7)左侧通过活塞头左端盖(5)右侧进行轴向定位；活塞头右端盖(8)内表面与活塞杆(2)外表面过渡配合；活塞头右端盖(8)左侧通过活塞头缸体(7)右侧进行轴向定位；活塞杆(2)上加工有销孔，活塞头左端盖(5)、永磁铁Ⅰ(6)、线圈绕线架(13)、永磁铁Ⅱ(12)、活塞头缸体(7)、活塞头右端盖(8)与活塞杆(2)通过销钉(11)进行紧固连接；线圈绕线架(13)外侧加工有绕线槽，励磁线圈(14)缠绕在线圈绕线架(13)的绕线槽内；励磁线圈(14)的两根引线通过活塞头左端盖(5)内表面的引线槽及活塞杆(2)的引线孔引出；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(4)右端面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接；阻尼器右端盖(10)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器右端盖(10)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；右吊环(9)与活塞杆(2)通过螺纹固定连接。
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| CN108533664A (zh) * | 2018-05-06 | 2018-09-14 | 北京工业大学 | 一种抗侧力双出杆剪切阀式磁流变阻尼器 |
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| CN115823171A (zh) * | 2022-11-22 | 2023-03-21 | 重庆大学 | 长寿命无机械阀式磁流变阻尼器 |
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