CN207848292U - 一种具有凹型槽活塞杆的双液流通道磁流变阻尼器 - Google Patents
一种具有凹型槽活塞杆的双液流通道磁流变阻尼器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种具有凹型槽活塞杆的双液流通道磁流变阻尼器。主要由活塞杆、阻尼器端盖、阻尼器缸体、励磁线圈Ⅰ、励磁线圈Ⅱ及活塞头等组成。活塞杆右半部分加工有3个均匀分布的腰型槽和4个圆环形凹槽，形成第二液流通道，与活塞头外表面和阻尼器缸体内表面形成的第一液流通道组合成双液流通道，保证了阻尼器能够输出足够大的阻尼力。采用双线圈激励可在双液流通道处同时形成3段有效阻尼间隙；通过控制输入电流大小及方向，可使输出阻尼力可调范围变宽。本实用新型采用带凹型槽活塞杆的双液流通道结构和双线圈激励方式，进一步增加了阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围，特别适用于铁路、交通等行业减振系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种具有凹型槽活塞杆的双液流通道磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型半主动阻尼器件，具有结构简单、响应速度快、功耗低、阻尼力大且连续可调等优点，是一种理想的隔振、抗震装置，并广泛应用在建筑、机械、军工等领域。
磁流变阻尼器主要用来控制系统器件产生的振动，满足各类设备对不同工况及不同环境下的使用要求。因此磁流变阻尼器的性能直接影响到各种系统的静、动态特性及工作可靠性，是减振系统中的核心单元。
传统的单线圈型磁流变阻尼器在活塞头绕线槽内缠绕励磁线圈，阻尼间隙内大部分磁场均平行于磁流变液通道，有效磁场作用范围只出现在液流通道左、右端部与磁流变液通道垂直的区域内，因此输出阻尼力不大。目前所设计的单线圈型磁流变阻尼器有效工作阻尼间隙大多为单一圆环形液流阻尼间隙，通过在相同输入电流下，尽可能在磁流变液饱和范围内提高有效阻尼间隙内的磁感应强度的方法提高阻尼力。但由于磁流变液久置未用再次启用时，容易出现颗粒沉淀从而堵塞阻尼间隙，导致磁流变阻尼器失效。另外就是保持有效阻尼间隙的宽度，增加励磁电流的大小，从而提高有效阻尼间隙处的磁流变液的剪切应力，但是由于供电电流增加会使阻尼器的能耗也相应增加。
基于此，设计一种结构相对紧凑、输出阻尼力大、阻尼力控制范围宽的磁流变阻尼器，是进一步拓宽磁流变阻尼器工业应用的前提。
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需求，本实用新型提出一种具有凹型槽活塞杆的双液流通道磁流变阻尼器。在活塞杆右半部分外圆周表面上加工有3个均匀分布的腰型槽，在右半部分上加工有4个圆环形凹槽，磁流变液流经腰型槽和圆环形凹槽形成第二液流通道；活塞头外圆周表面和阻尼器缸体内圆周表面围成的圆环形间隙形成磁流变液的第一液流通道；第一液流通道和第二液流通道构成磁流变阻尼器的双液流通道，增加了阻尼通道的剪切面积和有效阻尼长度，保证了阻尼器能够输出足够大的阻尼力，同时不会因阻尼间隙太窄而造成堵塞，使得磁流变阻尼器的性能更稳定。另外，双线圈激励可在第一液流通道和第二液流通道处同时形成3段有效阻尼间隙；通过控制输入电流大小及方向，可使中间段阻尼间隙处的剪切屈服应力增强或减弱，从而使得输出阻尼力可调范围变宽。本实用新型采用具有凹型槽活塞杆的双液流通道结构和双线圈激励方式，进一步增加了阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围，特别适用于铁路交通等行业减振系统。
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)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、阻尼器右端盖(5)、右吊耳(6)、浮动活塞(7)、定位销(8)、励磁线圈Ⅰ(9)、活塞头(10)及励磁线圈Ⅱ(11)；左吊耳(1)右端中间加工有内螺纹孔；活塞杆(2)加工成阶梯状，其左端外圆周表面加工有外螺纹；活塞杆(2)右半部分外圆周表面加工有3个均匀分布的腰型槽，活塞杆(2)右半部分加工有4个圆环形凹槽；左吊耳(1)右端和活塞杆(2)左端通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封；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；活塞头(10)加工有中心通孔，其中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面间隙配合；活塞头(10)左侧通过活塞杆(2)右侧台肩进行轴向定位；活塞头(10)右侧通过定位销(7)与活塞杆(2)固定连接；浮动活塞(7)圆周外表面与阻尼器缸体(4)圆周内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；活塞头(10)加工有两个轴向长度和槽深均相等的圆环形凹槽，励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)分别均匀缠绕在活塞头(10)的两个圆环形凹槽内；活塞头(10)、活塞杆(2)以及左吊耳(1)均加工有引线孔，励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)的引线依次通过上述引线孔引出；阻尼器右端盖(5)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封；右吊耳(6)左端中间加工有内螺纹孔；阻尼器右端盖(5)右侧加工有外螺纹，两者通过螺纹紧固连接。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
（1）本实用新型在活塞杆右半部分外圆周表面上加工有3个均匀分布的腰型槽，在右半部分上加工有4个圆环形凹槽，磁流变液流经腰型槽和圆环形凹槽形成第二液流通道；活塞头外圆周表面和阻尼器缸体内圆周表面围成的圆环形间隙形成磁流变液的第一液流通道；第一液流通道和第二液流通道构成磁流变阻尼器的双液流通道，增加了阻尼通道的剪切面积和有效阻尼长度，保证了阻尼器能够输出足够大的阻尼力，同时不会因阻尼间隙太窄而造成堵塞，使得磁流变阻尼器的性能更稳定。
（2）本实用新型采用双线圈结构，可在第一液流通道和第二液流通道处同时形成3段有效阻尼间隙；通过控制输入电流大小及方向，可使中间段阻尼间隙处的剪切屈服应力增强或减弱，从而使得输出阻尼力可调范围变宽。
（3）本实用新型采用具有凹型槽活塞杆的双液流通道结构和双线圈激励方式，进一步增加了阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围，特别适用于铁路交通等行业减振系统。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型活塞杆受压时磁流变液流经双液流通道示意图。
图3是本实用新型双线圈通入同向电流时磁力线分布示意图。
图4是本实用新型双线圈通入异向电流时磁力线分布示意图。
图5是本实用新型活塞杆三维结构图。
具体实施方式
图1是本实用新型结构示意图，主要由左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、阻尼器右端盖(5)、右吊耳(6)、浮动活塞(7)、定位销(8)、励磁线圈Ⅰ(9)、活塞头(10)及励磁线圈Ⅱ(11)组成。
图2是本实用新型活塞杆受压时磁流变液流经双液流通道示意图。活塞杆(2)右半部分外圆周表面加工有3个均匀分布的腰型槽，活塞杆(2)右半部分加工有4个圆环形凹槽，磁流变液流经腰型槽和圆环形凹槽形成第二液流通道；活塞头(10)外圆周表面和阻尼器缸体(4)内圆周表面围成的圆环形间隙形成磁流变液的第一液流通道；第一内液流通道和第二液流通道构成磁流变阻尼器的双液流通道。当活塞杆(2)沿轴向方向受压时，活塞头(10)右侧空腔的磁流变液经过双液流通道进入活塞头(10)左侧空腔内。
图3是本实用新型通入同向电流时磁力线分布示意图。阻尼器缸体(4)、活塞头(10)和活塞杆(2)由低碳钢导磁材料制成，当给励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)分别通入同向电流时，由于电磁感应现象产生的磁力线依次通过阻尼器缸体(4)、第一液流通道、活塞头(10)、第二液流通道以及活塞杆(2)，形成闭合回路。由于通入同向电流，通过双液流通道中间段的有效阻尼间隙处的磁感应强度减弱，一定程度上降低了输出阻尼力。
图4是本实用新型通入异向电流时磁力线分布示意图。当给励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)分别通入异向电流时，由于电磁感应现象产生的磁力线依次通过阻尼器缸体(4)、第一液流通道、活塞头(10)、第二液流通道以及活塞杆(2)，形成闭合回路。由于通入同向电流，通过双液流通道中间段的有效阻尼间隙处的磁感应强度增强，一定程度上提高了输出阻尼力。
图5是本实用新型活塞杆三维结构图。活塞杆(2)加工成阶梯状，活塞杆(2)右半部分外圆周表面加工有3个均匀分布的腰型槽，活塞杆(2)右半部分加工有4个圆环形凹槽。
本实用新型工作原理如下：
当给励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)分别通入一定大小的电流时，由于采用了具有凹型槽活塞杆的双液流通道，从而增加了有效阻尼间隙通道的长度，使得磁力线作用面积增大，并且磁场的利用效率也相应增加；从而使得屈服应力也随之增大，阻尼力调节范围增大。通过调节励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)中电流大小，可改变阻尼间隙处磁流变液的屈服应力，达到所需的可控输出阻尼力。
Claims (1)
1.一种具有凹型槽活塞杆的双液流通道磁流变阻尼器，其特征在于：包括左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、阻尼器右端盖(5)、右吊耳(6)、浮动活塞(7)、定位销(8)、励磁线圈Ⅰ(9)、活塞头(10)及励磁线圈Ⅱ(11)；左吊耳(1)右端中间加工有内螺纹孔；活塞杆(2)加工成阶梯状，其左端外圆周表面加工有外螺纹；活塞杆(2)右半部分外圆周表面加工有3个均匀分布的腰型槽，活塞杆(2)右半部分加工有4个圆环形凹槽；左吊耳(1)右端和活塞杆(2)左端通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封；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；活塞头(10)加工有中心通孔，其中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面间隙配合；活塞头(10)左侧通过活塞杆(2)右侧台肩进行轴向定位；活塞头(10)右侧通过定位销(8)与活塞杆(2)固定连接；浮动活塞(7)圆周外表面与阻尼器缸体(4)圆周内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；活塞头(10)加工有两个轴向长度和槽深均相等的圆环形凹槽，励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)分别均匀缠绕在活塞头(10)的两个圆环形凹槽内；活塞头(10)、活塞杆(2)以及左吊耳(1)均加工有引线孔，励磁线圈Ⅰ(9)和励磁线圈Ⅱ(11)的引线依次通过上述引线孔引出；阻尼器右端盖(5)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封；右吊耳(6)左端中间加工有内螺纹孔；阻尼器右端盖(5)右侧加工有外螺纹，两者通过螺纹紧固连接。
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