CN206874741U - 一种阀控式磁流变阻尼器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种阀控式磁流变阻尼器，主要由活塞杆、密封左端盖、弹簧Ⅰ、活塞头、阻尼控制线圈、弹簧Ⅱ、阻尼器内缸、阻尼器外缸、密封右端盖等组成。在振动频率较低时，阀控式磁流变阻尼器能够依靠安装的弹簧结构实现减振功能；当振动频率较高时，阻尼器为阀式结构，可以通过控制输入阻尼控制线圈电流的大小对液流通道处的磁场进行控制，实现对磁流变液粘度及流量的精确控制，控制阻尼力的输出，特别适用于高精度振动试验台机加工中心等振动控制系统。

Description

一种阀控式磁流变阻尼器

技术领域

本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种阀控式磁流变阻尼器。

背景技术

磁流变阻尼器响应速度快、输出大阻尼力以及具有较大的可调范围的特点，使得它成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。目前，磁流变阻尼器在道路桥梁建筑减振抗震、铁路机车车辆及汽车悬架系统的减振等方面取得了很好的效果。

通过控制电流可以控制工作在磁路中的磁场，当阻尼器活塞运动时，磁流变液在流道内流动，通过控制作用在磁通回路上的输入电流就能改变磁流变液的剪切应力，实现阻尼器输出阻尼力的连续调节。

磁流变阀构成换向阀，一方面可以通过改变磁感应强度实现方向控制，另一方面可以实现流量大小的控制，简化了控制系统的结构，且没有运动的机械部件，在必要时，还可以充当旁路减振装置。

传统的磁流变阻尼器，通常控制的磁流变液流道的磁场进行阻尼力控制，这适用于位置控制精度要求不高的场合，比如座椅悬架或者汽车悬架的减震系统，在振动控制等方面能够满足要求。随着一些精密仪器，如大型振动台对位置控制精度要求较高，激振力的方向需要周期性的变化，且要求振动台在突然停电时能够自动复位，实现断电保护。而普通的磁流变阻尼器基本上都不具备复位和换向要求，且对位置控制精度较低。

因此，需要设计一种新型磁流变阻尼器，既适用于控制精度较高的场合又能够满足频繁换向，从而提高磁流变阻尼器的性能。

发明内容

为了克服背景技术中存在的问题及满足磁流变阻尼器实际使用要求，本实用新型提出一种阀控式磁流变阻尼器。在常规的磁流变阻尼器中安装了阀控缸，液流腔内的磁流变液被阻尼孔分成三个相连的容腔，通过阻尼器的阻尼控制线圈输入电流来控制容腔内液流通道的液流压差；在活塞头与密封左端盖之间的活塞杆上装有一个减振弹簧，在活塞头与密封右端盖之间装有第二个减振弹簧，当活塞杆带动活塞头输入振动激励时，阻尼力较小时阻尼器可以通过弹簧自身的减振作用实现减振功能；当活塞往复运动频率很高时，弹簧减振无法满足响应要求，这时通过给阻尼控制线圈通入一定频率的电流来控制阻尼力的大小就可以实现高频振动的控制；液流通道为阀式结构，通过液流流量的大小及方向的控制来实现振动位置的精确控制，这时输出的阻尼力适用于减缓高频振动引起的冲击场合。这种结构可通过精确控制液流通道中的磁流变液的粘度和流量来实现振动的精确控制；简化了控制系统特别适用于高精度加工中心、高精度振动试验台等减振系统。

1、本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：活塞杆1、密封左端盖2、弹簧Ⅰ3、活塞头4、阻尼控制线圈5、弹簧Ⅱ6、阻尼器内缸7、阻尼器外缸8、密封右端盖9；密封左端盖2中间加工有圆形通孔，活塞杆1与密封左端盖2内表面间隙配合，活塞杆1与密封左端盖2内表面通过密封圈进行密封；密封左端盖2与阻尼器内缸7及阻尼器外缸8的左端面分别通过螺钉固定连接，密封左端盖2与阻尼器内缸7、阻尼器外缸8之间通过密封圈进行密封；密封左端盖2设有两个径向布置的沉孔槽，密封右端盖9与阻尼器内缸7、阻尼器外缸8通过螺钉固定连接，通过密封圈进行密封；活塞杆1右端加工有外螺纹；活塞头4中心加工有通孔，加工有台阶的活塞杆1与活塞头4过盈配合；活塞杆1与活塞头4通过螺母紧固连接；在活塞头4与密封左端盖2之间的活塞杆上装有弹簧Ⅰ3；在活塞头4与密封右端盖9之间装有弹簧Ⅱ6；阻尼器内缸7与阻尼器外缸8之间设有8个供磁流变液通过的圆环形阻尼通道；阻尼控制线圈5缠绕在活塞头4外表面的凹槽内，两根引线通过活塞杆1的引线孔引出；密封左端盖2、活塞头4、阻尼器内缸7之间围成容腔Ⅰ；阻尼器内缸7、阻尼器外缸8、密封左端盖2及密封右端盖9围成容腔Ⅱ；活塞头4、阻尼器内缸7、密封右端盖9之间围成容腔Ⅲ；当活塞杆1沿轴向拉伸运动时，容腔Ⅰ内的磁流变液经过阻尼通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅲ；当活塞杆1沿轴向方向受压缩时，容腔Ⅲ内的磁流变液经过液流通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅰ；活塞杆1沿轴向方向运动时，容腔Ⅰ和容腔Ⅲ的体积会发生改变，弹簧Ⅰ3和弹簧Ⅱ6弹簧产生变形，此时弹簧会通过轴向的收缩运动来实现活塞位置的平衡。

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振动频率较低时，阀控式磁流变阻尼器能够依靠安装的弹簧结构实现减振功能；当振动频率较高时，可以通过控制输入阻尼控制线圈电流的大小对液流通道处的磁场进行控制，实现对磁流变液粘度的控制，控制阻尼力的输出；阻尼器为阀式结构，可以实现对磁流变液粘度及流量的精确控制。

、与传统的磁流变阻尼器相比，本实用新型阻尼器通过阻尼孔将三个液流通道连接，且弹簧作为复式阻尼，能够最大程度的较少振动造成的影响，提高系统的工作的平稳性。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。

图3是本实用新型阻尼孔示意图。

图4是本实用新型活塞杆受拉伸时磁流变液流经液流通道示意图。

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，本实用新型包括：活塞杆1、密封左端盖2、弹簧Ⅰ3、活塞头4、阻尼控制线圈5、弹簧Ⅱ6、阻尼器内缸7、阻尼器外缸8、密封右端盖9。

图2是本实用新型磁力线分布及有效阻尼间隙示意图。其中磁场经活塞头4、阻尼器内缸7及阻尼器外缸8行成闭合磁路，闭合磁路中活塞头两端对应容腔Ⅱ中的阻尼间隙为阻尼器的有效阻尼间隙。

图3是本实用新型阻尼孔示意图。如图为阻尼器内缸7的剖视图。从图中可以看出阻尼器通过阻尼孔a、阻尼孔b、阻尼孔c、阻尼孔d、阻尼孔e、阻尼孔f、阻尼孔g、阻尼孔h将阻尼器分为三个液流容腔。

图4是本实用新型活塞杆受拉伸时磁流变液流经液流通道示意图。当活塞杆(1)沿轴向方向受拉伸时，封闭容腔Ⅰ内的磁流变液经过阻尼孔a、阻尼孔b、阻尼孔c、阻尼孔d进入容腔Ⅱ,通过阻尼孔e、阻尼孔f、阻尼孔g、阻尼孔h进入容腔Ⅲ。

本实用新型工作原理如下：

如图1、图2、图3和图4所示，在阻尼力比较小且振动频率较低时，依靠阻尼器内置弹簧Ⅰ3、弹簧Ⅱ6及8个阻尼孔能够实现减振的作用；在阻尼力比较大且振动频率较高时，通过给阻尼控制线圈5通入一定频率的电流来控制阻尼器内缸7、阻尼器外缸8、密封左端盖2及密封右端盖9围成容腔Ⅱ中磁流变液的粘度和流量进而控制输出阻尼力，实现高频振动位置的精确控制，使阻尼器输出平稳可控阻尼力。

Claims (2)

1.一种阀控式磁流变阻尼器，其特征在于包括：活塞杆(1)、密封左端盖(2)、弹簧Ⅰ(3)、活塞头(4)、阻尼控制线圈(5)、弹簧Ⅱ(6)、阻尼器内缸(7)、阻尼器外缸(8)、密封右端盖(9)；密封左端盖(2)中间加工有圆形通孔，活塞杆(1)与密封左端盖(2)内表面间隙配合，活塞杆(1)与密封左端盖(2)内表面通过密封圈进行密封；密封左端盖(2)与阻尼器内缸(7)及阻尼器外缸(8)的左端面分别通过螺钉固定连接，密封左端盖(2)与阻尼器内缸(7)、阻尼器外缸(8)之间通过密封圈进行密封；密封左端盖(2)设有两个径向布置的沉孔槽，密封右端盖(9)与阻尼器内缸(7)、阻尼器外缸(8)通过螺钉固定连接，通过密封圈进行密封；活塞杆(1)右端加工有外螺纹；活塞头(4)中心加工有通孔，加工有台阶的活塞杆(1)与活塞头(4)过盈配合；活塞杆(1)与活塞头(4)通过螺母紧固连接；在活塞头(4)与密封左端盖(2)之间的活塞杆上装有弹簧Ⅰ(3)；在活塞头(4)与密封右端盖(9)之间装有弹簧Ⅱ(6)；阻尼器内缸(7)与阻尼器外缸(8)之间设有8个供磁流变液通过的圆环形阻尼通道；阻尼控制线圈(5)缠绕在活塞头(4)外表面的凹槽内，两根引线通过活塞杆(1)的引线孔引出。

2.根据权利要求1所述的一种阀控式磁流变阻尼器，其特征在于：密封左端盖(2)、活塞头(4)、阻尼器内缸(7)之间围成容腔Ⅰ；阻尼器内缸(7)、阻尼器外缸(8)、密封左端盖(2)及密封右端盖(9)围成容腔Ⅱ；活塞头(4)、阻尼器内缸(7)、密封右端盖(9)之间围成容腔Ⅲ；当活塞杆(1)沿轴向拉伸运动时，容腔Ⅰ内的磁流变液经过阻尼通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅲ；当活塞杆(1)沿轴向方向受压缩时，容腔Ⅲ内的磁流变液经过液流通道依次进入容腔Ⅱ和容腔Ⅰ；活塞杆(1)沿轴向方向运动时，容腔Ⅰ和容腔Ⅲ的体积会发生改变，弹簧Ⅰ(3)和弹簧Ⅱ（6）弹簧产生变形，此时弹簧会通过轴向的收缩运动来实现活塞位置的平衡。