CN212672298U - 一种具有全液流通道结构的磁流变阻尼器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有全液流通道结构的磁流变阻尼器。主要由活塞杆、阻尼器端盖、阻尼器缸体、励磁线圈、活塞头端盖、绕线架、导磁套筒以及隔磁环等组成。通过隔磁材料与导磁材料的有序组合，引导磁力线蜿蜒通过五段液流通道，形成全液流通道，可在不增加阻尼器外形尺寸情况下，有效提高阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围。同时，本实用新型通过活塞头端盖和绕线架内部的凸台结构，以及活塞杆与导磁套筒组合的设计方式，将阻尼器的有效液流通道增加为五段，进一步提高了阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围。本实用新型体积小、重量轻、成本低、设计紧凑，特别适用于半主动控制的制动场合以及座椅悬架等场合的减震抗震。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种具有全液流通道结构的磁流变阻尼器。
背景技术
作为一种新型智能阻尼器件，基于磁流变效应研发的磁流变阻尼器具有结构简单、体积小、能耗低、响应快、阻尼力大等优点，被广泛的用于汽车、机械、建筑、桥梁、火炮等领域的振动控制。
磁流变阻尼器结构设计时，为提高输出阻尼力，应延长磁流变阻尼器内部的液流通道。传统的磁流变阻尼器液流通道较短，一般通过增加活塞长度来延长液流通道，该方法往往使阻尼器体积过大，并增加了制造成本。另外，磁流变阻尼器的液流通道分为有效部分和无效部分，励磁线圈通电时，磁通只经过液流通道有效部分，即磁流变阻尼器的磁致阻尼力仅与液流通道有效部分有关。因此，为了进一步提高磁流变阻尼器的输出阻尼力，就要降低甚至消除液流通道无效部分在总液流通道中的占比。
基于此，有必要设计一种结构紧凑、输出阻尼力大、阻尼力可调范围宽的磁流变阻尼器，从而进一步拓宽其工业应用。
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具有全液流通道结构的磁流变阻尼器。通过隔磁材料与导磁材料的有序组合，引导磁力线蜿蜒通过五段液流通道，形成全液流通道；可在不增加阻尼器外形尺寸情况下，有效提高阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围。同时，通过活塞头端盖和绕线架内部的凸台结构，以及活塞杆与导磁套筒组合的设计方式，将阻尼器的有效液流通道增加为五段，进一步提高了阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围。当给励磁线圈通电时，由于电磁感应产生的磁力线穿过活塞头左端盖、轴向圆环液流通道Ⅰ、绕线架左部到达阻尼器缸体，再穿过绕线架右部、轴向圆环液流通道Ⅲ达到活塞头右端盖，然后穿过径向圆盘液流通道Ⅱ、绕线架右部、轴向圆环液流通道Ⅱ到达导磁套筒，最后穿过轴向圆环液流通道Ⅱ、绕线架左部、径向圆盘液流通道Ⅰ返回活塞头左端盖，形成闭合回路。在磁场作用下，磁流变液在全液流通道内产生磁流变效应，磁流变液剪切屈服应力增大，产生阻尼力，阻碍活塞杆移动；通过改变励磁线圈通电电流的大小，可实时改变阻尼器的输出阻尼力。
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)、活塞头左端盖(5)、绕线架左部(6)、励磁线圈(7)、绕线架右部(8)、活塞头右端盖(9)、紧固螺母(10)、浮动活塞(11)、阻尼器右端盖(12)、右吊耳(13)、隔磁环Ⅰ(14)、隔磁环Ⅱ(15)、导磁套筒(16)和隔磁环Ⅲ(17)；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；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)加工有中心通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)中心通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；活塞头左端盖(5)加工有中心通孔，中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；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；活塞头左端盖(5)右端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅰ(51)、凸台Ⅱ(52)、凸台Ⅲ(53)和凸台Ⅳ(54)；活塞头左端盖(5) 外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅰ(55)、键Ⅱ(56)、键Ⅲ(57)和键Ⅳ(58)；四个均匀分布的键之间的轴向环形凹槽与绕线架左部(6)左端圆周内表面之间的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅰ(18)；四个均匀分布的键可与绕线架左部(6)左端圆周内表面四个周向均匀分布的凹槽Ⅱ(61)间隙配合并进行径向固定；四个凸台之间的径向凹槽与绕线架左部(6)左端内侧面之间的间隙构成径向圆盘液流通道Ⅰ(19)；绕线架左部(6)右端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅹ(62)；四个凸台Ⅹ(62)之间的圆环形凹槽与导磁套筒(16) 外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ(20)的第一段；绕线架左部(6)左端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；绕线架左部(6)右端面加工有两个均匀分布的凹槽Ⅲ(63)；隔磁环Ⅱ(15)左端面和右端面均加工有两个均匀分布的凸台Ⅺ(151)；绕线架左部(6)右端面的凹槽Ⅲ(63)可与隔磁环Ⅱ(15)左端面的凸台Ⅺ(151)间隙配合并进行轴向固定；隔磁环Ⅱ(15)内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅻ(152)；四个凸台Ⅻ(152) 之间的圆环形凹槽与导磁套筒(16)外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ(20)的第二段；隔磁环Ⅱ(15)右端面的凸台Ⅺ(151)可与绕线架右部(8)左端面两个均匀分布的凹槽Ⅰ(81) 间隙配合并进行轴向固定；绕线架右部(8)左端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅸ(82)；四个凸台Ⅸ(82)之间的圆环形凹槽与导磁套筒(16)外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ(20)的第三段；绕线架右部(8)右端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；活塞头右端盖(9)左端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅴ(91)、凸台Ⅵ(92)、凸台Ⅶ(93)和凸台Ⅷ(94)，四个凸台之间的径向凹槽与绕线架右部(8)右端内侧面之间的间隙构成径向圆盘液流通道Ⅱ(21)；活塞头右端盖(9)外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅴ(95)、键Ⅵ(96)、键Ⅶ(97)和键Ⅷ(98)，四个键与绕线架右部(8)右端圆周内表面四个周向均匀分布的凹槽间隙配合并进行径向固定；四个键之间的轴向环形凹槽与绕线架右部(8)右端圆周内表面之间的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅲ(22)；轴向圆环液流通道Ⅰ(18)、径向圆盘液流通道Ⅰ(19)、轴向圆环液流通道Ⅱ(20)、径向圆盘液流通道Ⅱ (21)及轴向圆环液流通道Ⅲ(22)按序组成磁流变液的流经通道，构成阻尼器的全液流通道；活塞头右端盖(9)加工有中心通孔，中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；隔磁环Ⅰ (14)、导磁套筒(16)和隔磁环Ⅲ(17)各自的中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；活塞头左端盖(5)、绕线架左部(6)、隔磁环Ⅲ(17)、隔磁环Ⅱ(15)、导磁套筒(16)、绕线架右部 (8)、隔磁环Ⅰ(14)及活塞头右端盖(9)通过紧固螺母(10)轴向固定锁紧；励磁线圈(7)均匀缠绕在绕线架和隔磁环Ⅱ(15)构成的圆环形凹槽内；绕线架左部(6)、活塞杆(2)及左吊耳(1)均加工有引线孔，励磁线圈(7)的引线通过引线孔引出；浮动活塞(11)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；阻尼器右端盖(12)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(13)左端中间加工有内螺纹孔，阻尼器右端盖(12) 右侧加工有外螺纹，两者通过螺纹紧固连接。阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、绕线架左部 (6)、绕线架右部(8)、活塞头右端盖(9)及导磁套筒(16)由导磁材料制成，其它零件由不导磁材料制成。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
(1)本实用新型通过隔磁材料与导磁材料的有序组合，引导磁力线蜿蜒通过五段液流通道，形成全液流通道；可在不增加阻尼器外形尺寸情况下，有效提高阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围。
(2)本实用新型通过活塞头端盖和绕线架内部的凸台结构，以及活塞杆与导磁套筒组合的设计方式，将阻尼器的有效液流通道增加为五段，进一步提高了阻尼器的输出阻尼力和阻尼力可调范围。
(3)与传统的磁流变阻尼器相比，本实用新型体积小、重量轻、成本低、设计紧凑，提高了阻尼器的阻尼力-体积比率，增加了阻尼力的调节范围，节省了安装空间，从而拓宽了阻尼器的使用范围。
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图。
图3是本实用新型液流通道及液流通道结构示意图。
图4是本实用新型活塞头左端盖结构示意图。
图5是本实用新型活塞头右端盖结构示意图。
图6是本实用新型绕线架左部结构示意图。
图7是本实用新型绕线架右部结构示意图。
图8是本实用新型隔磁环Ⅱ结构示意图。
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：
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、活塞头左端盖5、绕线架左部6、励磁线圈7、绕线架右部8、活塞头右端盖9、紧固螺母10、浮动活塞11、阻尼器右端盖12、右吊耳13、隔磁环Ⅰ14、隔磁环Ⅱ15、导磁套筒16和隔磁环Ⅲ17组成。
图2是本实用新型磁力线分布图。当给励磁线圈7通电时，由于电磁感应产生的磁力线穿过活塞头左端盖5、轴向圆环液流通道Ⅰ18、绕线架左部6到达阻尼器缸体4，再穿过绕线架右部8、轴向圆环液流通道Ⅲ22达到活塞头右端盖9，然后穿过径向圆盘液流通道Ⅱ21、绕线架右部8、轴向圆环液流通道Ⅱ20到达导磁套筒16，最后穿过轴向圆环液流通道Ⅱ20、绕线架左部6、径向圆盘液流通道Ⅰ19返回活塞头左端盖5，形成闭合回路。
图3是本实用新型液流通道及液流通道结构示意图。活塞头左端盖5右端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅰ51、凸台Ⅱ52、凸台Ⅲ53和凸台Ⅳ54；活塞头左端盖5外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅰ55、键Ⅱ56、键Ⅲ57和键Ⅳ58；四个均匀分布的键之间的轴向环形凹槽与绕线架左部6左端圆周内表面之间的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅰ18；四个凸台之间的径向凹槽与绕线架左部6左端内侧面之间的间隙构成径向圆盘液流通道Ⅰ19；绕线架左部6右端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅹ62；四个凸台Ⅹ62之间的圆环形凹槽与导磁套筒16外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ20的第一段；隔磁环Ⅱ15内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅻ152；四个凸台Ⅻ152之间的圆环形凹槽与导磁套筒16外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ20的第二段；绕线架右部8左端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅸ82；四个凸台Ⅸ82之间的圆环形凹槽与导磁套筒16外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ 20的第三段；活塞头右端盖9左端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅴ91、凸台Ⅵ92、凸台Ⅶ93 和凸台Ⅷ94，四个凸台之间的径向凹槽与绕线架右部8右端内侧面之间的间隙构成径向圆盘液流通道Ⅱ21；活塞头右端盖9外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅴ95、键Ⅵ96、键Ⅶ97 和键Ⅷ98，四个键之间的轴向环形凹槽与绕线架右部8右端圆周内表面之间的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅲ22；轴向圆环液流通道Ⅰ18、径向圆盘液流通道Ⅰ19、轴向圆环液流通道Ⅱ20、径向圆盘液流通道Ⅱ21及轴向圆环液流通道Ⅲ22按序组成磁流变液的流经通道，构成阻尼器的全液流通道。
图4是本实用新型活塞头左端盖结构示意图。活塞头左端盖5加工有中心通孔；活塞头左端盖5右端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅰ51、凸台Ⅱ52、凸台Ⅲ53和凸台Ⅳ54；活塞头左端盖5外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅰ55、键Ⅱ56、键Ⅲ57和键Ⅳ58；
图5是本实用新型活塞头右端盖结构示意图。活塞头右端盖9加工有中心通孔；活塞头右端盖9左端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅴ91、凸台Ⅵ92、凸台Ⅶ93和凸台Ⅷ94；活塞头右端盖9外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅴ95、键Ⅵ96、键Ⅶ97和键Ⅷ98。
图6是本实用新型绕线架左部结构示意图。绕线架左部6左端加工有圆形沉孔槽，圆形沉孔槽圆周内表面加工有四个周向均匀分布的凹槽Ⅱ61；绕线架左部6右端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅹ62；绕线架左部6右端面加工有两个均匀分布的凹槽Ⅲ63。
图7是本实用新型绕线架右部结构示意图。绕线架右部8左端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅸ82；绕线架右部8左端面加工有两个均匀分布的凹槽Ⅰ81；绕线架右部8右端加工有圆形沉孔槽，圆形沉孔槽圆周内表面加工有四个周向均匀分布的凹槽。
图8是本实用新型隔磁环Ⅱ结构示意图。隔磁环Ⅱ15左端面和右端面均加工有两个均匀分布的凸台Ⅺ151；隔磁环Ⅱ15圆周内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅻ152。
本实用新型工作原理如下：
在外界激励下，活塞杆2产生移动，进而带动活塞头移动。励磁线圈7通电时，磁流变液在磁场作用下，在液流通道内产生磁流变效应，此时磁流变液表观黏度变大，剪切应力增大，进而产生较大输出阻尼力，阻碍活塞杆2和活塞头的移动，从而实现阻尼效果。改变励磁线圈7中通电电流的大小，可以改变阻尼器的输出阻尼力大小。
Claims (2)
1.一种具有全液流通道结构的磁流变阻尼器，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)、活塞头左端盖(5)、绕线架左部(6)、励磁线圈(7)、绕线架右部(8)、活塞头右端盖(9)、紧固螺母(10)、浮动活塞(11)、阻尼器右端盖(12)、右吊耳(13)、隔磁环Ⅰ(14)、隔磁环Ⅱ(15)、导磁套筒(16)和隔磁环Ⅲ(17)；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；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)加工有中心通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)中心通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；活塞头左端盖(5)加工有中心通孔，中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；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；活塞头左端盖(5)右端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅰ(51)、凸台Ⅱ(52)、凸台Ⅲ(53)和凸台Ⅳ(54)；活塞头左端盖(5)外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅰ(55)、键Ⅱ(56)、键Ⅲ(57)和键Ⅳ(58)；四个均匀分布的键之间的轴向环形凹槽与绕线架左部(6)左端圆周内表面之间的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅰ(18)；四个均匀分布的键可与绕线架左部(6)左端圆周内表面四个周向均匀分布的凹槽Ⅱ(61)间隙配合并进行径向固定；四个凸台之间的径向凹槽与绕线架左部(6)左端内侧面之间的间隙构成径向圆盘液流通道Ⅰ(19)；绕线架左部(6)右端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅹ(62)；四个凸台Ⅹ(62)之间的圆环形凹槽与导磁套筒(16)外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ(20)的第一段；绕线架左部(6)左端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；绕线架左部(6)右端面加工有两个均匀分布的凹槽Ⅲ(63)；隔磁环Ⅱ(15)左端面和右端面均加工有两个均匀分布的凸台Ⅺ(151)；绕线架左部(6)右端面的凹槽Ⅲ(63)可与隔磁环Ⅱ(15)左端面的凸台Ⅺ(151)间隙配合并进行轴向固定；隔磁环Ⅱ(15)内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅻ(152)；四个凸台Ⅻ(152)之间的圆环形凹槽与导磁套筒(16)外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ(20)的第二段；隔磁环Ⅱ(15)右端面的凸台Ⅺ(151)可与绕线架右部(8)左端面两个均匀分布的凹槽Ⅰ(81)间隙配合并进行轴向固定；绕线架右部(8)左端加工有圆形通孔，圆形通孔内表面加工有四个周向均匀分布的凸台Ⅸ(82)；四个凸台Ⅸ(82)之间的圆环形凹槽与导磁套筒(16)外表面形成的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅱ(20)的第三段；绕线架右部(8)右端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；活塞头右端盖(9)左端面加工有四个均匀分布的凸台Ⅴ(91)、凸台Ⅵ(92)、凸台Ⅶ(93)和凸台Ⅷ(94)，四个凸台之间的径向凹槽与绕线架右部(8)右端内侧面之间的间隙构成径向圆盘液流通道Ⅱ(21)；活塞头右端盖(9)外圆周表面加工有四个均匀分布的键Ⅴ(95)、键Ⅵ(96)、键Ⅶ(97)和键Ⅷ(98)，四个键与绕线架右部(8)右端圆周内表面四个周向均匀分布的凹槽间隙配合并进行径向固定；四个键之间的轴向环形凹槽与绕线架右部(8)右端圆周内表面之间的环形间隙构成轴向圆环液流通道Ⅲ(22)；轴向圆环液流通道Ⅰ(18)、径向圆盘液流通道Ⅰ(19)、轴向圆环液流通道Ⅱ(20)、径向圆盘液流通道Ⅱ(21)及轴向圆环液流通道Ⅲ(22)按序组成磁流变液的流经通道，构成阻尼器的全液流通道；活塞头右端盖(9)加工有中心通孔，中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；隔磁环Ⅰ(14)、导磁套筒(16)和隔磁环Ⅲ(17)各自的中心通孔内表面与活塞杆(2)右端外表面过盈配合；活塞头左端盖(5)、绕线架左部(6)、隔磁环Ⅲ(17)、隔磁环Ⅱ(15)、导磁套筒(16)、绕线架右部(8)、隔磁环Ⅰ(14)及活塞头右端盖(9)通过紧固螺母(10)轴向固定锁紧；励磁线圈(7)均匀缠绕在绕线架和隔磁环Ⅱ(15)构成的圆环形凹槽内；绕线架左部(6)、活塞杆(2)及左吊耳(1)均加工有引线孔，励磁线圈(7)的引线通过引线孔引出；浮动活塞(11)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；阻尼器右端盖(12)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(13)左端中间加工有内螺纹孔，阻尼器右端盖(12)右侧加工有外螺纹，两者通过螺纹紧固连接。
2.根据权利要求1所述的一种具有全液流通道结构的磁流变阻尼器，其特征在于：阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、绕线架左部(6)、绕线架右部(8)、活塞头右端盖(9)及导磁套筒(16)由导磁材料制成，其它零件由不导磁材料制成。
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| CN115195545A (zh) * | 2022-08-02 | 2022-10-18 | 吕梁学院 | 一种汽车座椅机械滑轨 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20210309 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |