CN216279172U - 半主动减振抗冲装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种半主动减振抗冲装置，包括具有空腔的壳体、安装在壳体上封闭空腔的端盖，所述空腔内上端、内下端分别安装有上金属橡胶元件、下金属橡胶元件，上金属橡胶元件、下金属橡胶元件之间设有活塞，活塞外周与空腔内壁之间具有间隙，活塞上端中部竖直设置有活塞杆，活塞杆贯穿上金属橡胶元件、端盖后伸出壳体外，所述空腔被磁流变填充满，活塞内设置有轴向绕组磁场，本装置采用金属橡胶为主、磁流变效应为辅助控制的固液复合减振器方案，能产生较理想的减振性能，且智能能可控，后续可在实际试验与生产中逐步开发适应不同设备运行特点的配套控制程序，实际应用前景广阔。

Description

半主动减振抗冲装置

技术领域

本实用新型涉及减振缓冲技术领域，具体涉及一种半主动减振抗冲装置。

背景技术

由于多数情况下有害性的振动会对机械运作产生伤害性的后果，削减机械振动和切断振动的传递的设计成为影响机械运行可靠性的关键一环，减振器已成为民用机械乃至军工装备上不可或缺的重要装置。特别是近年来减振领域在智能、高效、可靠等方面的要求越来越高，开发出一种可控且高效可靠、适用于各种工况恶劣的机械装备上的减振器变得极具价值。

现有主动控制减振器虽已较成熟，但多数需要精密维护后的工作环境，且成本高昂，而传统重型装备上使用的可靠性较高的减振器又缺少精密性，可控性较低，减振效果上限较低。

发明内容

本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种半主动减振抗冲装置。

本发明解决技术问题所采用的方案是，一种半主动减振抗冲装置，包括具有空腔的壳体、安装在壳体上封闭空腔的端盖，所述空腔内上端、内下端分别安装有上金属橡胶元件、下金属橡胶元件，上金属橡胶元件、下金属橡胶元件之间设有活塞，活塞外周与空腔内壁之间具有间隙，活塞上端中部竖直设置有活塞杆，活塞杆贯穿上金属橡胶元件、端盖后伸出壳体外，所述空腔被磁流变填充满，活塞内设置有轴向绕组磁场。

进一步的，所述活塞包括压盘、分别安装在压盘上下表面的上活塞盖、下活塞盖，活塞下端固定安装在压盘上表面中心，活塞穿设上活塞盖，所述压盘内圆周均布有六个镂空部形成轴向均布的六个轴向绕线区域，轴向绕线区域上均匀绕制有磁场线圈绕组，相邻的磁场线圈绕组磁极相反。

进一步的，所述上活塞盖、下活塞盖与活塞杆的上磁场线圈绕组相接触的区域开设有线圈收纳槽。

进一步的，所述下活塞盖上表面开设有连通其上线圈收纳槽的引线槽，所述活塞杆内设置有将轴向绕组磁场的线圈接线端引出的导线通道，导线通道下端连通引线槽，上端连通活塞上端外周。

进一步的，所述上活塞盖、下活塞盖均经螺钉与压盘连接固定，上活塞盖、下活塞盖与压盘之间均设置有密封圈。

进一步的，所述端盖外周通过螺钉以及端盖螺钉垫片固定在壳体的空腔上口部位。

进一步的，所述活塞上端外周设置有连接螺纹。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，采用固定在活塞上轴向绕组的磁场，提升了剪切间隙内的磁感应强度，磁路构造合理，整个磁路主要作用部分被限制在壳体内，抗干扰能力强，能在恶劣工况下稳定工作；采用金属橡胶为主、磁流变效应为辅助控制的固液复合减振器方案，能产生较理想的减振性能，且智能能可控，后续可在实际试验与生产中逐步开发适应不同设备运行特点的配套控制程序，实际应用前景广阔。

附图说明

下面结合附图对本发明专利进一步说明。

图1是本装置的结构示意图。

图2是活塞的结构爆炸示意图。

图中：1、安装孔；2、壳体；3、下金属橡胶元件；4、下活塞盖的螺钉；5、活塞杆；5a、导线通道；5b、轴向绕线区域；6、上活塞盖密封圈；7、上活塞盖与活塞杆间的密封圈；8、上金属橡胶元件；9、螺钉；10、垫片；11、端盖；12、导线通道出口；13、端盖与活塞杆间的密封圈；14、端盖与壳体间的密封圈；15、上活塞盖；16、上活塞盖螺钉；17、下活塞盖；17a、线圈收纳槽；17b、引线槽；18、下活塞盖密封圈。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1-2所示，一种半主动减振抗冲装置，包括具有空腔的壳体2、安装在壳体上封闭空腔的端盖10，所述空腔内上端、内下端分别安装有上金属橡胶元件8、下金属橡胶元件3，上金属橡胶元件、下金属橡胶元件与壳体空腔内壁在径向尺寸上紧密贴合，上金属橡胶元件、下金属橡胶元件之间设有活塞，活塞外周与空腔内壁之间具有间隙，活塞上端中部竖直设置有活塞杆5，活塞杆贯穿上金属橡胶元件、端盖后伸出壳体外，所述空腔被磁流变填充满，活塞内设置有轴向绕组磁场，活塞与端盖之间设有密封圈13，壳体与端盖之间设有密封圈14，优选采用氟橡胶油封圈，活塞、活塞杆端盖同轴心。

在本实施例中，上金属橡胶元件、下金属橡胶元件根据不同的需要加工出不同密度、不同丝径、不同刚度的成套配件。

在本实施例中，所述活塞包括压盘、分别安装在压盘上下表面的上活塞盖15、下活塞盖17，为减少磁路损失，压盘为硅钢材料制作，压盘与空腔内腔之间存在1mm的剪切间隙，活塞下端固定安装在压盘上表面中心，活塞穿设上活塞盖，活塞与上活塞盖之间设有密封圈7，所述压盘内圆周均布有六个镂空部形成轴向均布的六个轴向绕线区域，轴向绕线区域上均匀绕制有磁场线圈绕组，相邻的磁场线圈绕组磁极相反，以产生闭合导通的最佳磁路，磁场线圈绕组的线圈使用环氧树脂密封固定在轴向绕制区域内。

在本实施例中，所述上活塞盖、下活塞盖与活塞杆的上磁场线圈绕组相接触的区域开设有线圈收纳槽17a，防止安装时活塞盘对线圈产生挤压损伤。

在本实施例中，为与外部电气控制设备进行信号传输，所述下活塞盖上表面开设有连通其上线圈收纳槽的引线槽17b，所述活塞杆内设置有将轴向绕组磁场的线圈接线端引出的导线通道5a，导线通道下端连通引线槽，上端连通活塞上端外周。

在本实施例中，所述上活塞盖、下活塞盖均经螺钉4、16与压盘连接固定，上活塞盖、下活塞盖与压盘之间均设置有密封圈6、18，保证工作时磁流变液不会渗透至通电工作区域，造成失效或事故。

在本实施例中，所述端盖外周通过螺钉9以及端盖螺钉垫片10固定在壳体的空腔上口部位。

在本实施例中，所述活塞上端外周设置有连接螺纹，以便连接被减振的设备。

使用时，壳体通过其下端的安装孔1固定在测试台架或是被隔振的设备上，活塞上端连接被减振的设备。减振器工作时，压盘将壳体的空腔内部空间分为上下两相连腔体，外界输入冲击力或是拉力时，活塞杆的上端将作用力传输至底部压盘部位，使得压盘在上下金属橡胶阻尼元件之间往复产生位移，此时，由于金属橡胶的可压缩性，上下腔的体积发生变化，其中的磁流变液具有经由剪切间隙流动的趋势；当磁场线圈未通电或无指令信号输入时，阻尼力完全由浸泡在磁流变液中的金属橡胶阻尼结构产生，当按照外部给定的电信号激活磁场线圈产生磁场时，处于剪切间隙内向上或向下流动的磁流变液在磁场的作用下产生流变效应，产生剪切阻尼力，另外处于上下金属橡胶元件内部的磁流变液也会由于磁场的效应产生向半固体转变的趋势，从而增强了金属橡胶元件的刚度和阻尼；多种效果共同作用，使得阻尼器的阻尼与刚度可通过外界控制电流大小达到稳定高效的控制。

本装置采用固定在活塞上轴向绕组的磁场，提升了剪切间隙内的磁感应强度，磁路构造合理，采用硅钢材料的压盘与壳体减少了磁路损失，且整个磁路主要作用部分被限制在壳体内，抗干扰能力强，能在恶劣工况下稳定工作。

本装置采用金属橡胶为主、磁流变效应为辅助控制的固液复合减振器方案，能产生较理想的减振性能，且智能能可控，后续可在实际试验与生产中逐步开发适应不同设备运行特点的配套控制程序，实际应用前景广阔。

本装置使用金属橡胶阻尼元件浸泡在磁流变液环境下的工作形式，在磁场与外压力的作用下，磁流变液不仅可通过毛细效应与体积变化共同作用的结果通过剪切间隙，产生剪切阻尼力，当采用磁导率较高的材料制作金属橡胶阻尼元件时，磁流变也还会在金属橡胶阻尼元件内部的金属丝之间产生流变效应，故而增强金属橡胶阻尼原件的刚度，提高整个装置的减振性能。本装置能够在同一种磁场下使得磁流变液产生多样的作用形式。

本装置以稳定可靠的金属橡胶阻尼结构来产生主要的阻尼力，电磁控制的磁流变液剪切和挤压产生的阻尼力作为按照需要智能产生的额外部分，使得此减振器兼有可控性高以及可靠性强的特点，即使处于信号中断的特殊情况，依然可以依靠内部的金属橡胶阻尼原件产生一定的阻尼力，不至于整体失效。

本装置除去不需要经常打开的活塞杆总成之外，结构简单可靠，且由于金属橡胶元件本身强大的互换性，可随时根据实需要制作不同丝径、密度与性能属性的金属橡胶元件进行替换，使得本装置的适用性广。

本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“ 纵向”、“ 横向”、“ 上”、“ 下”、“ 前”、“ 后”、“ 左”、“ 右”、“ 竖直”、“ 水平”、“ 顶”、“ 底”、“ 内”、“ 外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种半主动减振抗冲装置，其特征在于：包括具有空腔的壳体、安装在壳体上封闭空腔的端盖，所述空腔内上端、内下端分别安装有上金属橡胶元件、下金属橡胶元件，上金属橡胶元件、下金属橡胶元件之间设有活塞，活塞外周与空腔内壁之间具有间隙，活塞上端中部竖直设置有活塞杆，活塞杆贯穿上金属橡胶元件、端盖后伸出壳体外，所述空腔被磁流变填充满，活塞内设置有轴向绕组磁场。

2.根据权利要求1所述的半主动减振抗冲装置，其特征在于：所述活塞包括压盘、分别安装在压盘上下表面的上活塞盖、下活塞盖，活塞下端固定安装在压盘上表面中心，活塞穿设上活塞盖，所述压盘内圆周均布有六个镂空部形成轴向均布的六个轴向绕线区域，轴向绕线区域上均匀绕制有磁场线圈绕组，相邻的磁场线圈绕组磁极相反。

3.根据权利要求2所述的半主动减振抗冲装置，其特征在于：所述下活塞盖上表面开设有引线槽，所述活塞杆内设置有将轴向绕组磁场的线圈接线端引出的导线通道，导线通道下端连通引线槽，上端连通活塞上端外周。

4.根据权利要求2所述的半主动减振抗冲装置，其特征在于：所述上活塞盖、下活塞盖均经螺钉与压盘连接固定，上活塞盖、下活塞盖与压盘之间均设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的半主动减振抗冲装置，其特征在于：所述端盖外周通过螺钉以及端盖螺钉垫片固定在壳体的空腔上口部位。

6.根据权利要求1所述的半主动减振抗冲装置，其特征在于：所述活塞上端外周设置有连接螺纹。

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