CN207906350U - 一种具有并联式液流通道结构的线圈外置式磁流变阻尼器 - Google Patents
一种具有并联式液流通道结构的线圈外置式磁流变阻尼器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种具有并联式液流通道结构的线圈外置式磁流变阻尼器，主要由阻尼器端盖、阻尼器缸体、励磁线圈、活塞头、浮动活塞、弹簧以及吊耳等组成。阻尼器缸体Ⅰ与阻尼器缸体Ⅱ之间的圆环间隙构成第一液流通道；阻尼器缸体Ⅱ与阻尼器缸体Ⅲ之间的圆环间隙构成第二液流通道；阻尼器缸体Ⅲ与阻尼器缸体Ⅳ之间的圆环间隙构成第三液流通道；三条液流通道通过腰形通孔构成并联式液流通道，有效延长了阻尼间隙长度，可获得较大的输出阻尼力；线圈外置式结构避免线圈与磁流变液接触，保证磁流变液不受发热影响造成性能下降，同时维修更换更方便。本实用新型阻尼器性能稳定，输出阻尼力大，特别适用于各种机械减振领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种具有并联式液流通道结构的线圈外置式磁流变阻尼器。
背景技术
磁流变液是一种新型智能材料，磁流变液在外加磁场情况下由自由流动的流体状态转变为类固态，且转化过程迅速可逆。利用该性质可制成各种智能磁流变器件，磁流变阻尼器因其结构简单、大输出阻尼力、宽可调范围以及连续顺逆可调，成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。目前，磁流变阻尼器已广泛应用于多种减振领域，例如房屋桥梁、汽车悬架以及铁路机车等。
传统的磁流变阻尼器都是将励磁线圈内置于阻尼器缸筒内，与磁流变液直接接触。阻尼器工作时，励磁线圈会产生一定热量并传导给磁流变液，磁流变液受温度影响粘度降低，从而影响阻尼器的使用性能。线圈长期与磁流变液接触容易发生损坏，且维修更换非常麻烦。单线圈阻尼器因结构简单被广泛应用，但存在输出阻尼力不够大的局限性。常用的增加输出阻尼力的方法是延长有效阻尼间隙，与此同时阻尼器的外形尺寸也变得庞大。
发明内容
为了克服背景技术所述磁流变阻尼器存在的问题及满足磁流变阻尼器的实际使用要求，本实用新型提供一种具有并联式液流通道结构的线圈外置式磁流变阻尼器。该阻尼器的阻尼器缸体Ⅰ外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅰ与阻尼器缸体Ⅱ之间形成的圆环阻尼间隙构成第一液流通道；阻尼器缸体Ⅱ外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅱ与阻尼器缸体Ⅲ之间形成的圆环阻尼间隙构成第二液流通道；阻尼器缸体Ⅲ外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅲ与阻尼器缸体Ⅳ之间形成的圆环阻尼间隙构成第三液流通道；阻尼器缸体Ⅰ、阻尼器缸体Ⅱ及阻尼器缸体Ⅲ左右两端均加工有四个均匀分布的腰形孔，使三条液流通道连通形成并联式液流通道。阻尼器缸体Ⅲ缠绕两组励磁线圈，在磁场作用下使三条液流通道处形成9段有效阻尼间隙。当励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通入同向电流时，液流通道中间段阻尼间隙处的磁力线相互抵消，阻尼器输出一定大小的阻尼力；当励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通入异向电流时，液流通道中间段阻尼间隙处的磁力线相互叠加，阻尼器输出一个更大的阻尼力；并联式液流通道增加了有效阻尼间隙长度；外置式励磁线圈结构使线圈不与磁流变液接触，有效解决了励磁线圈工作发热影响磁流变液性能的问题，同时当励磁线圈损坏时更加方便更换与维修。与传统的磁流变阻尼器相比，本实用新型磁流变阻尼器在不增加阻尼器长度的情况下可提供更大的输出阻尼力与阻尼力可调范围，同时具有更高的稳定性，更加适用于各种减振领域。
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Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅱ(5)、阻尼器缸体Ⅲ(6)、阻尼器缸体Ⅳ(7)、活塞头(8)、右吊耳(9)、阻尼器右端盖(10)、弹簧(11)、浮动活塞(12)、锁紧螺母(13)、励磁线圈Ⅰ(14)、励磁线圈Ⅱ(15)以及阻尼器缸体Ⅴ(16)；左吊耳(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Ⅰ(4)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Ⅰ(4)通过螺钉固定连接；阻尼器缸体Ⅱ(5)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅰ(4)与阻尼器缸体Ⅱ(5)之间形成的圆环阻尼间隙构成第一液流通道(17)；阻尼器缸体Ⅲ(6)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅱ(5)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；阻尼器缸体Ⅱ(5)圆周外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅱ(5)与阻尼器缸体Ⅲ(6)之间形成的圆环阻尼间隙构成第二液流通道(18)；阻尼器缸体Ⅳ(7)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅲ(6)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；阻尼器缸体Ⅲ(6)圆周外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅲ(6)与阻尼器缸体Ⅳ(7)之间形成的圆环阻尼间隙构成第三液流通道(19)；阻尼器缸体Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅱ(5)以及阻尼器缸体Ⅲ(6)的左右两侧均加工有四个均匀分布的腰形通孔，使第一液流通道(17)、第二液流通道(18)及第三液流通道(19)连通构成并联式液流通道；阻尼器缸体Ⅳ(7)外表面加工有两个绕线槽，励磁线圈Ⅰ(14)和励磁线圈Ⅱ(15)分别缠绕在阻尼器缸体Ⅳ(7)的两个绕线槽内；阻尼器缸体Ⅴ(16)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅳ(7)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；励磁线圈Ⅰ(14)和励磁线圈Ⅱ(15)的引线通过阻尼器缸体Ⅳ(7)上的引线槽及阻尼器缸体Ⅴ(16)引线孔引出；活塞头(8)圆周内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；活塞头(8)通过活塞杆(2)的台肩进行轴向定位，并通过锁紧螺母(13)紧固连接；活塞头(8)圆周外表面与阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周内表面间隙配合，并通过密封圈密封；浮动活塞(12)圆周外表面与阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(12)右端面加工有一个圆形沉孔；弹簧(11)左端与浮动活塞(12)圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)左端面加工有一个圆形沉孔；弹簧(11)右端与阻尼器右端盖(10)左端面圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体Ⅰ(4)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Ⅰ(4)通过螺钉固定连接；阻尼器右端盖(10)与右吊耳(9)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的阻尼器缸体Ⅰ外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅰ与阻尼器缸体Ⅱ之间形成的圆环阻尼间隙构成第一液流通道；阻尼器缸体Ⅱ外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅱ与阻尼器缸体Ⅲ之间形成的圆环阻尼间隙构成第二液流通道；阻尼器缸体Ⅲ外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅲ与阻尼器缸体Ⅳ之间形成的圆环阻尼间隙构成第三液流通道；阻尼器缸体Ⅰ、阻尼器缸体Ⅱ及阻尼器缸体Ⅲ左右两端均加工有四个均匀分布的腰形孔，使三条液流通道连通形成并联式液流通道。阻尼器缸体Ⅲ缠绕两励磁线圈，在磁场作用下使三条液流通道处形成9段有效阻尼间隙。当励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通入同向电流时，液流通道中间段阻尼间隙的磁力线相互抵消，阻尼器输出一定大小的阻尼力；当励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通入异向电流时，液流通道中间段阻尼间隙的磁力线相互叠加，阻尼器输出一个更大的阻尼力；
(2) 本实用新型磁流变阻尼器的并联式液流通道增加了有效阻尼间隙长度；外置式励磁线圈结构使线圈不与磁流变液接触，有效解决了励磁线圈工作发热影响磁流变液性能的问题，同时当励磁线圈损坏时更加方便更换与维修。与传统的磁流变阻尼器相比，本实用新型磁流变阻尼器在不增加阻尼器长度的情况下可提供更大的输出阻尼力与阻尼力可调范围，同时具有更高的稳定性，更加适用于各种减振领域。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型阻尼器缸体Ⅰ、阻尼器缸体Ⅱ及阻尼器缸体Ⅲ三维爆炸示意图。
图3是本实用新型液流通道示意图。
图4是本实用新型励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通异向电流时的磁力线分布示意图。
图5是本实用新型励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通同向电流时的磁力线分布示意图。
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，本实用新型包括左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅱ(5)、阻尼器缸体Ⅲ(6)、阻尼器缸体Ⅳ(7)、活塞头(8)、右吊耳(9)、阻尼器右端盖(10)、弹簧(11)、浮动活塞(12)、锁紧螺母(13)、励磁线圈Ⅰ(14)、励磁线圈Ⅱ(15)以及阻尼器缸体Ⅴ(16)。
图2是本实用新型阻尼器缸体Ⅰ、阻尼器缸体Ⅱ及阻尼器缸体Ⅲ三维爆炸示意图。阻尼器缸体Ⅰ(4)外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅰ(4)与阻尼器缸体Ⅱ(5)之间形成的圆环阻尼间隙构成第一液流通道；阻尼器缸体Ⅱ(5)外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅱ(5)与阻尼器缸体Ⅲ(6)之间形成的圆环阻尼间隙构成第二液流通道；阻尼器缸体Ⅲ(6)外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅲ(6)与阻尼器缸体Ⅳ(7)之间形成的圆环阻尼间隙构成第三液流通道；阻尼器缸体Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅱ(5)及阻尼器缸体Ⅲ(6)左右两端均加工有四个均匀分布的腰形孔，使三条液流通道连通形成并联式液流通道。
图3所示为本实用新型液流通道示意图。阻尼器缸体Ⅰ(4)与阻尼器缸体Ⅱ(5)之间形成的圆环阻尼间隙构成第一液流通道(17)；阻尼器缸体Ⅱ(5)与阻尼器缸体Ⅲ(6)之间形成的圆环阻尼间隙构成第二液流通道(18)；阻尼器缸体Ⅲ(6)与阻尼器缸体Ⅳ(7)之间形成的圆环阻尼间隙构成第三液流通道(19)；阻尼器缸体Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅱ(5)以及阻尼器缸体Ⅲ(6)的左右两侧均加工有四个均匀分布的腰形通孔，使第一液流通道(17)、第二液流通道(18)及第三液流通道(19)连通构成并联式液流通道。
图4是本实用新型励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通异向电流时的磁力线分布示意图。阻尼器缸体Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅳ(7)及阻尼器缸Ⅴ(16)均为10号钢导磁材料，励磁线圈Ⅰ(13)以及励磁线圈Ⅱ(14)因电磁效应产生的磁力线依次穿过阻尼器缸体Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅳ(7)及阻尼器缸Ⅴ(16)，形成闭合回路。给励磁线圈Ⅰ(13)与励磁线圈Ⅱ(14)通入异向电流，液流通道中间段阻尼间隙处磁力线相互叠加。
图5是本实用新型励磁线圈Ⅰ和励磁线圈Ⅱ通同向电流时的磁力线分布示意图。给励磁线圈Ⅰ(13)与励磁线圈Ⅱ(14)通入同向电流，液流通道中间段阻尼间隙处磁力线相互抵消。
本实用新型工作原理如下：
活塞杆(2)受到外部激励时发生往复运动，磁流变液通过三条并联的液流通道来回流动。当励磁线圈Ⅰ(13)及励磁线圈Ⅱ(14)通入电流时，励磁线圈因电磁效应产生的磁力线通过并垂直于有效阻尼通道。给励磁线圈Ⅰ(13)与励磁线圈Ⅱ(14)通入异向电流，液流通道中间段阻尼间隙处磁力线相互叠加。给励磁线圈Ⅰ(13)与励磁线圈Ⅱ(14)通入同向电流，液流通道中间段阻尼间隙处磁力线相互抵消。由于磁场作用，流经阻尼通道的磁流变液其粘度会增大，屈服应力增强。磁流变液流过该阻尼通道，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。通过调节励磁线圈中电流大小，可改变磁流变液的屈服应力，达到所需的输出阻尼力。
Claims (1)
1.一种具有并联式液流通道结构的线圈外置式磁流变阻尼器，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Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅱ(5)、阻尼器缸体Ⅲ(6)、阻尼器缸体Ⅳ(7)、活塞头(8)、右吊耳(9)、阻尼器右端盖(10)、弹簧(11)、浮动活塞(12)、锁紧螺母(13)、励磁线圈Ⅰ(14)、励磁线圈Ⅱ(15)以及阻尼器缸体Ⅴ(16)；左吊耳(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Ⅰ(4)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Ⅰ(4)通过螺钉固定连接；阻尼器缸体Ⅱ(5)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅰ(4)与阻尼器缸体Ⅱ(5)之间形成的圆环阻尼间隙构成第一液流通道(17)；阻尼器缸体Ⅲ(6)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅱ(5)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；阻尼器缸体Ⅱ(5)圆周外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅱ(5)与阻尼器缸体Ⅲ(6)之间形成的圆环阻尼间隙构成第二液流通道(18)；阻尼器缸体Ⅳ(7)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅲ(6)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；阻尼器缸体Ⅲ(6)圆周外表面加工有环形凹槽，阻尼器缸体Ⅲ(6)与阻尼器缸体Ⅳ(7)之间形成的圆环阻尼间隙构成第三液流通道(19)；阻尼器缸体Ⅰ(4)、阻尼器缸体Ⅱ(5)以及阻尼器缸体Ⅲ(6)的左右两侧均加工有四个均匀分布的腰形通孔，使第一液流通道(17)、第二液流通道(18)及第三液流通道(19)连通构成并联式液流通道；阻尼器缸体Ⅳ(7)外表面加工有两个绕线槽，励磁线圈Ⅰ(14)和励磁线圈Ⅱ(15)分别缠绕在阻尼器缸体Ⅳ(7)的两个绕线槽内；阻尼器缸体Ⅴ(16)圆周内表面与阻尼器缸体Ⅳ(7)圆周外表面过盈配合，并通过阻尼器左端盖(3)与阻尼器右端盖(10)的环形凹槽进行轴向定位；励磁线圈Ⅰ(14)和励磁线圈Ⅱ(15)的引线通过阻尼器缸体Ⅳ(7)上的引线槽及阻尼器缸体Ⅴ(16)引线孔引出；活塞头(8)圆周内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；活塞头(8)通过活塞杆(2)的台肩进行轴向定位，并通过锁紧螺母(13)紧固连接；活塞头(8)圆周外表面与阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(12)圆周外表面与阻尼器缸体Ⅰ(4)圆周内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；浮动活塞(12)右端面加工有一个圆形沉孔；弹簧(11)左端与浮动活塞(12)圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)左端面加工有一个圆形沉孔；弹簧(11)右端与阻尼器右端盖(10)左端面圆形沉孔间隙配合；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体Ⅰ(4)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Ⅰ(4)通过螺钉固定连接；阻尼器右端盖(10)与右吊耳(9)通过螺纹固定连接。
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