CN206830720U - 一种阻尼系数连续可调的磁流变阻尼器 - Google Patents
一种阻尼系数连续可调的磁流变阻尼器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种阻尼系数连续可调的磁流变阻尼器，主要由活塞杆、活塞头、缸筒、永磁体、端盖、套筒及永磁体支架等组成。永磁体由永磁体支架支撑环绕于缸筒外部；外部振动使活塞杆与缸筒之间相对运动，当活塞头向永磁体方向运动并进入磁场时，活塞头和缸筒之间有效阻尼间隙逐渐增长，经过阻尼间隙的磁流变液黏度变大，阻尼力增加，阻碍活塞头的运动，达到减振目的。使用永磁体代替励磁线圈产生磁场，有效降低了能耗，适合用于无电源的工作场合。同时解决了常规磁流变阻尼器容易产生磁流变液静置沉降的问题，避免了当系统故障导致励磁线圈电流为零时，阻尼力很小且无法调节的不足，非常适合应用于阻尼系数连续可调的减振场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种阻尼系数连续可调的磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变阻尼器因其阻尼力调整容易、结构简单、价格便宜等优点，已广泛应用于汽车悬架系统及铁路机车车辆、建筑物及桥梁的减振抗震等方面。传统的液压减振器中填充的工作介质是普通液压油，其结构简单且无须外部能量输入，但由于液压油粘度不可变且粘度小，其输出阻尼力较小且阻尼系数不可调，不能适应各种变化的工作工况。
磁流变液的问世给解决上述难题带来了新的思路，磁流变液在磁场作用下的流变特性是瞬间可逆的，而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。磁流变液在磁场作用下，流经液流通道的磁流变液的屈服强度发生变化，从而输出阻尼力，并可以通过控制磁场强度来改变磁流变液的剪切屈服强度，实现磁流变阻尼器阻尼力的无级调节。
传统磁流变阻尼器采用励磁线圈产生磁场，当阻尼器停止运行一段时间后，阻尼器内的磁流变液磁性颗粒会产生沉降或聚集而形成硬块和糕状物，当阻尼器再次运行时，该硬块和糕状物会阻塞阻尼通道从而使阻尼器失去减振能力。另外，如果系统电源发生故障而使磁流变阻尼器的励磁电流为零时，阻尼器输出阻尼力将会很小且无法调节。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供一种阻尼系数连续可调的磁流变阻尼器。采用永磁体代替励磁线圈。当外部产生振动时，阻尼器活塞头与缸筒相对运动，当活塞头向永磁体方向运动并进入磁场时，活塞头和缸筒之间有效阻尼间隙长度逐渐增加，阻尼力也不断增大。阻尼系数与活塞头行程成线性关系。永磁体的使用使得磁流变液时刻处在磁场中，产生磁流变效应，不会产生沉降或聚集而形成硬块和糕状物。同时永磁体不需要电流就可以产生磁场，节省了能源，减少了系统复杂性。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：左吊耳(1)、活塞杆(2)、缸筒(3)、永磁体左端盖(4)、永磁体缸筒(5)、永磁体右端盖(6)、定位套筒(7)、右吊耳(8)、阻尼器右端盖(9)、螺母(10)、活塞头(11)、永磁体(12)、永磁体支架(13)以及阻尼器左端盖(14)；左吊耳(1)右端中间加工有内螺纹孔，活塞杆(2)左端外部加工有外螺纹，两者通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(14)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(14)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(14)与缸筒(3)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；阻尼器左端盖(14)与缸筒(3)通过螺钉固定连接；活塞头(11)外表面与缸筒(3)内表面之间形成的径向圆环式间隙作为磁流变液流动的有效阻尼通道；活塞头(11)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与活塞头(11)内部圆形通孔内表面间隙配合；活塞头(11)左端通过活塞杆(2)台阶轴向定位，活塞头(11)右端加工有外螺纹，与螺母(10)通过螺纹固定连接；永磁体支架(13)圆形通孔内表面与缸筒(3)过盈配合；永磁体支架(13)外表面与永磁体缸筒(5)内表面过盈配合；永磁体支架(13)加工有两个弓形凹槽，凹槽外表面与永磁体(12)内表面过渡配合；永磁体(12)外表面与永磁体缸筒(5)内表面过渡配合；永磁体左端盖(4)中间加工有圆形通孔，通孔内表面与缸筒(3)外表面过盈配合；永磁体左端盖(4)与永磁体缸筒(5)通过螺钉固定连接；永磁体右端盖(6)中间加工有圆形通孔，通孔内表面与缸筒(3)外表面过盈配合；永磁体右端盖(6)与永磁体缸筒(5)通过螺钉固定连接；定位套筒(7)加工有内螺纹通孔，缸筒(3)右端加工有外螺纹，两者通过螺纹固定连接；阻尼器右端盖(9)与缸筒(3)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；阻尼器右端盖(9)与定位套筒(7)通过螺钉固定连接；右吊耳(8)与阻尼器右端盖(9)通过螺纹紧固连接。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
(1) 使用永磁体代替励磁线圈产生磁场，有效降低了能耗和减振系统的复杂性，适合用于无电源的工作场合，同时避免了使用易发生故障的励磁线圈，便于阻尼器维护。
(2) 永磁体的使用使得磁流变液一直处在磁场下，成为半固体状态，解决了常规磁流变阻尼器容易产生磁流变液静置沉降，从而堵塞阻尼通道的问题。
(3) 使用永磁体避免了当系统故障导致励磁线圈电流为零时，阻尼力很小且无法调节的问题，增加了系统的稳定性和安全性。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型磁场产生装置结构侧视图及磁力线分布示意图。
图3是本实用新型永磁体结构示意图。
图4是本实用新型活塞杆受压行程终态示意图。
图5是本实用新型活塞杆受压时有磁场阻尼系数及无磁场阻尼系数随活塞杆行程变化图。
具体实施方式
图1是本实用新型结构示意图，包括左左吊耳1、活塞杆2、缸筒3、永磁体左端盖4、永磁体缸筒5、永磁体右端盖6、定位套筒7、右吊耳8、阻尼器右端盖9、螺母10、活塞头11、永磁体12、永磁体支架13以及阻尼器左端盖14。此时磁流变阻尼器活塞头完全进入磁场，有效阻尼通道最长，产生阻尼力最大。
图2是本实用新型磁场产生装置结构侧视图及磁力线分布示意图，包括缸筒3、永磁体缸筒5、活塞头11、永磁体12、永磁体支架13。缸筒3和活塞头11之间形成圆环式阻尼通道，永磁体产生径向磁场穿过圆环式阻尼通道。
图3是本实用新型永磁体结构示意图，两个弓形永磁体对称布置，上磁体外表面为N极，内表面为S极；下磁体外表面为S极，磁力线从上磁体S极指向下磁体N极。
图4是本实用新型活塞杆受压行程终态示意图，此时磁流变阻尼器的有效阻尼通道最短，阻尼系数最小，产生的阻尼力最小。
图5是本实用新型活塞杆受压时有磁场阻尼系数及无磁场阻尼系数随活塞杆行程变化图，横轴代表活塞杆行程，纵轴代表阻尼系数。S min代表活塞头位于缸筒左端初始位置，S mid代表图1活塞头所处位置，S max代表图4活塞头所处位置。直线X表示当磁流变液处于无磁场状态下时，阻尼器阻尼系数为常数；直线Y轴表示磁流变液处于有磁场状态下时，阻尼器阻尼系数随活塞杆行程变化而连续变化。当活塞头向永磁体方向运动并进入磁场时，阻尼系数将逐渐增大。当磁流变阻尼器活塞头处于S min和S max位置时，磁流变阻尼器在有磁场情况下产生的阻力比无磁场情况下产生的阻力要大。
本实用新型工作原理如下：
外部振动使活塞头与缸筒相对运动，当活塞头进入永磁体磁场范围时，经过活塞头和缸体之间圆环式阻尼间隙的磁流变液表观黏度变大，磁流变液流过阻尼通道，就必须克服磁流变液链状排列的分子间的力，从而阻尼力增加，阻碍活塞头的运动。随着活塞头向永磁体方向运动并进入磁场时，有效阻尼通道长度逐渐增加，阻尼力逐渐增加，并在活塞头处于图1位置时达到最大。
Claims (1)
1.一种阻尼系数连续可调的磁流变阻尼器，其特征在于包括：左吊耳(1)、活塞杆(2)、缸筒(3)、永磁体左端盖(4)、永磁体缸筒(5)、永磁体右端盖(6)、定位套筒(7)、右吊耳(8)、阻尼器右端盖(9)、螺母(10)、活塞头(11)、永磁体(12)、永磁体支架(13)以及阻尼器左端盖(14)；左吊耳(1)右端中间加工有内螺纹孔，活塞杆(2)左端外部加工有外螺纹，两者通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(14)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(14)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(14)与缸筒(3)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；阻尼器左端盖(14)与缸筒(3)通过螺钉固定连接；活塞头(11)外表面与缸筒(3)内表面之间形成的径向圆环式间隙作为磁流变液流动的有效阻尼通道；活塞头(11)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与活塞头(11)内部圆形通孔内表面间隙配合；活塞头(11)左端通过活塞杆(2)台阶轴向定位，活塞头(11)右端加工有外螺纹，与螺母(10)通过螺纹固定连接；永磁体支架(13)圆形通孔内表面与缸筒(3)过盈配合；永磁体支架(13)外表面与永磁体缸筒(5)内表面过盈配合；永磁体支架(13)加工有两个弓形凹槽，凹槽外表面与永磁体(12)内表面过渡配合；永磁体(12)外表面与永磁体缸筒(5)内表面过渡配合；永磁体左端盖(4)中间加工有圆形通孔，通孔内表面与缸筒(3)外表面过盈配合；永磁体左端盖(4)与永磁体缸筒(5)通过螺钉固定连接；永磁体右端盖(6)中间加工有圆形通孔，通孔内表面与缸筒(3)外表面过盈配合；永磁体右端盖(6)与永磁体缸筒(5)通过螺钉固定连接；定位套筒(7)加工有内螺纹通孔，缸筒(3)右端加工有外螺纹，两者通过螺纹固定连接；阻尼器右端盖(9)与缸筒(3)内表面间隙配合，并通过密封圈密封；阻尼器右端盖(9)与定位套筒(7)通过螺钉固定连接；右吊耳(8)与阻尼器右端盖(9)通过螺纹紧固连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN108374862A (zh) * | 2018-02-14 | 2018-08-07 | 重庆恩光科技有限公司 | 节能环保型单级变阻尼缓冲器 |
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