RU2550793C1

RU2550793C1 - Controlled magneto-liquid shock absorber

Info

Publication number: RU2550793C1
Application number: RU2013153796/11A
Authority: RU
Inventors: Николай Александрович Морозов; Сергей Александрович Нестеров; Юрий Борисович Казаков
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2015-05-10

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: controlled magneto-liquid shock absorber contains a casing with magnetic liquid, in which a rod with piston is installed, magnetizing coil installed in the enclosure. Poles out of the ferromagnetic material are arranged in the enclosure outside the casing, on them the magnetizing coils are installed. The piston contains alternating plates made out of the material with high magnetic conductance, and plates made out of the material with low magnetic conductance. The piston plates are oriented along the poles axis. In the plates out of the material with high magnetic conductance the throttle channels are made.

EFFECT: increased range of power characteristic of the magneto-liquid absorber.

1 dwg

Description

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам гашения колебаний и вибрационной защиты.The invention relates to mechanical engineering, namely to devices for damping vibrations and vibration protection.

Известен магнитореологический амортизатор (Патент на изобретение РФ №2232316, МПК F16F 9/53, 2004 г.), содержащий корпус с гидравлической полостью, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем на две части, канал, соединяющий обе части этой полости, шток, с размещенными в нем проводами, магнит, состоящий из обмотки и сердечника и создающий в проходящем через сердечник указанном канале магнитное поле с силовыми линиями, направленными по оси канала.Known magnetorheological shock absorber (Patent for the invention of the Russian Federation No. 2232316, IPC F16F 9/53, 2004), comprising a housing with a hydraulic cavity filled with magnetorheological fluid and divided by a piston into two parts, a channel connecting both parts of this cavity, the rod, with placed in it, by wires, a magnet consisting of a winding and a core and creating a magnetic field in the specified channel passing through the core with force lines directed along the channel axis.

Недостатками указанного амортизатора являются местные перегревы и нестабильная работа, обусловленные тем, что рабочим пространством является лишь узкий канал в поршне, также ограниченная размерами поршня катушка управления не позволяет создать магнитной поле высокой напряженности.The disadvantages of this shock absorber are local overheating and unstable operation, due to the fact that the working space is only a narrow channel in the piston, and the control coil limited by the size of the piston does not allow creating a high magnetic field.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является амортизатор (Авторское свидетельство SU №1796797, МПК F16F 6/00, 1993 г.), принятый за прототип, содержащий корпус с магнитной жидкостью, установленный в корпусе шток с поршнем, и, охватывающую корпус соленоидную катушку с источником питания, снабжен выполненными из ферромагнитного материала кожухом, охватывающим соленоидную катушку, и крышкой, герметично установленной на кожухе, а уровень магнитной жидкости выбран таким, чтобы между ее поверхностью и крышкой имелась полость.The closest in technical essence to the claimed device is a shock absorber (Copyright Certificate SU No. 1796797, IPC F16F 6/00, 1993), adopted for the prototype, comprising a housing with magnetic fluid, a rod with a piston installed in the housing, and a solenoid enclosing the housing a coil with a power source, equipped with a casing made of ferromagnetic material, covering the solenoid coil, and a lid sealed on the casing, and the level of magnetic fluid is selected so that there are strips between its surface and the lid s.

Недостаток указанного амортизатора состоит в неэффективном использовании создаваемого соленоидной катушкой магнитного поля и в занижении эффективности демпфирования. Магнитный поток значительную часть пути проходит по магнитной жидкости, которая имеет малую магнитную проницаемость, что существенно снижает напряженность магнитного поля.The disadvantage of this shock absorber is the ineffective use of the magnetic field generated by the solenoid coil and the underestimation of the damping efficiency. Magnetic flux a significant part of the path passes through a magnetic fluid, which has a low magnetic permeability, which significantly reduces the magnetic field strength.

Техническим результатом от использования предлагаемого устройства является увеличение диапазона изменений силовой характеристики магнитожидкостного амортизатора, повышение эффективности гашения колебаний.The technical result from the use of the proposed device is to increase the range of changes in the power characteristics of the magneto-liquid shock absorber, increase the efficiency of damping oscillations.

Указанный технический результат достигается тем, что управляемый магнитожидкостный амортизатор, содержащий корпус с магнитной жидкостью, в котором установлен шток с поршнем, и катушку намагничивания, помещенные в кожух, содержит полюсы из ферромагнитного материала, расположенные в кожухе снаружи корпуса, на которых размещены катушки намагничивания, поршень состоит из чередующихся пластин, выполненных из материала с высокой магнитной проводимостью, и пластин, выполненных из материала с низкой магнитной проводимостью, и установлен так, что пластины поршня ориентированы вдоль оси полюсов, в пластинах из материала с высокой магнитной проводимостью выполнены дроссельные каналы.The specified technical result is achieved in that a controllable magneto-liquid shock absorber comprising a housing with magnetic fluid in which a rod with a piston is mounted and a magnetizing coil placed in the housing contains poles of ferromagnetic material located in the housing outside the housing on which the magnetization coils are located, the piston consists of alternating plates made of a material with high magnetic conductivity, and plates made of a material with a low magnetic conductivity, and is installed so that the piston plates are oriented along the axis of the poles, throttle channels are made in the plates of a material with high magnetic conductivity.

На чертеже изображен общий вид управляемого магнитожидкостнного амортизатора с поперечным сечением.The drawing shows a General view of a controlled magneto-liquid shock absorber with a cross section.

Управляемый магнитожидкостный амортизатор состоит из кожуха 1, выполненного из ферромагнитного материала, в который помещен немагнитный корпус 2, заполненный магнитной жидкостью 3. Кожух 1 предназначен для замыкания магнитного потока и защиты амортизатора от механических повреждений. Внутри кожуха 1 снаружи корпуса 2 установлены два полюса 4 из ферромагнитного материала, на которых размещены катушки намагничивания 5, которые служат для создания и изменения магнитного потока. В корпусе 2 установлен шток 6 с поршнем 7. Поршень 7 выполнен сборным из пластин с высокой магнитной проводимостью 8 и из пластин с низкой магнитной проводимостью 9, установленных поочередно. Поршень 7 установлен так, что пластины ориентированы вдоль оси полюсов 4. В пластинах из материала с высокой магнитной проводимостью 8 выполнены дроссельные каналы 10. Шток 6 установлен в корпусе 2 через уплотнительное кольцо 11, обеспечивающее сохранение давления в корпусе 2 и предотвращение выплескивания магнитной жидкости 3. В зазоре между поршнем 7 и корпусом 2 установлено нагнетательное кольцо 12, предотвращающее протекание магнитной жидкости 3 через зазор.The controlled magneto-liquid shock absorber consists of a casing 1 made of ferromagnetic material, in which a non-magnetic casing 2 is filled with magnetic fluid 3. The casing 1 is designed to close the magnetic flux and protect the shock absorber from mechanical damage. Inside the casing 1 outside the casing 2 there are two poles 4 made of ferromagnetic material, on which magnetization coils 5 are placed, which serve to create and change the magnetic flux. A rod 6 with a piston 7 is installed in the housing 2. The piston 7 is made prefabricated from plates with high magnetic conductivity 8 and from plates with low magnetic conductivity 9 that are installed alternately. The piston 7 is installed so that the plates are oriented along the axis of the poles 4. The throttle channels 10 are made in the plates of a material with high magnetic conductivity 8. The rod 6 is installed in the housing 2 through an o-ring 11, which preserves the pressure in the housing 2 and prevents splashing of the magnetic fluid 3 In the gap between the piston 7 and the housing 2, a pressure ring 12 is installed to prevent the passage of the magnetic fluid 3 through the gap.

Управляемый магнитожидкостный амортизатор работает следующим образом.Managed magneto-liquid shock absorber operates as follows.

В статическом состоянии поршень 7 относительно корпуса 2 неподвижен и протекание магнитной жидкости 3 по дроссельным каналам 10 не происходит. При подаче напряжения катушки намагничивания 5 создают в амортизаторе поперечно направленное магнитное поле, структурирующее магнитную жидкость 3 в дроссельных каналах 10 и увеличивающее усилия первоначального сдвига поршня 7, если это необходимо по условиям эксплуатации.In a static state, the piston 7 relative to the housing 2 is stationary and the flow of magnetic fluid 3 through the throttle channels 10 does not occur. When voltage is applied, the magnetizing coils 5 create a transversely directed magnetic field in the shock absorber, structuring the magnetic fluid 3 in the throttle channels 10 and increasing the initial shear forces of the piston 7, if necessary under operating conditions.

Под воздействием внешнего возмущения шток 6 с закрепленным на нем поршнем 7 совершает колебательные движения относительно немагнитного корпуса 2. Гашение колебаний производится за счет дросселирования магнитной жидкости 6 через дроссельные каналы 10 в поршне 7. Для изменения диссипативных свойств магнитной жидкости 3 и, следовательно, эффективности демпфирования на зажимы катушек намагничивания 5 подают напряжение, протекает ток, который создает магнитный поток. Магнитный поток, проходя по пути с наименьшим магнитным сопротивлением, замыкается через пластины с высокой магнитной проводимостью 8 и, проходя через дроссельные каналы 10, воздействует на ферромагнитную жидкость 3, изменяя ее вязкостные свойства и, как следствие, демпфирующую характеристику амортизатора.Under the influence of external perturbation, the rod 6 with the piston 7 fixed on it makes oscillatory motions relative to the non-magnetic body 2. The damping is performed by throttling the magnetic fluid 6 through the throttle channels 10 in the piston 7. To change the dissipative properties of the magnetic fluid 3 and, therefore, the damping efficiency voltage is applied to the terminals of the magnetization coils 5, current flows, which creates a magnetic flux. The magnetic flux, passing along the path with the lowest magnetic resistance, closes through plates with high magnetic conductivity 8 and, passing through the throttle channels 10, acts on the ferromagnetic fluid 3, changing its viscosity properties and, as a consequence, the damping characteristic of the shock absorber.

Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает увеличение диапазона изменения силовой характеристики магнитожидкостного амортизатора за счет увеличения максимальной напряженности магнитного поля в областях с протекающей магнитной жидкостью и повышение эффективности гашения колебаний за счет перпендикулярной ориентации линий магнитного поля и направления течения магнитной жидкости.Thus, the use of the proposed device provides an increase in the range of power characteristics of the magneto-liquid shock absorber by increasing the maximum magnetic field strength in areas with a flowing magnetic fluid and increasing the damping efficiency due to the perpendicular orientation of the magnetic field lines and the direction of the magnetic fluid flow.

Claims

A controlled magneto-liquid shock absorber comprising a housing with magnetic fluid in which a rod with a piston is mounted, and a magnetizing coil placed in a housing, characterized in that it contains poles of ferromagnetic material located in the housing outside the housing on which magnetization coils are placed, the piston consists of alternating plates made of a material with high magnetic conductivity and plates made of a material with low magnetic conductivity, and is installed so that the piston plates us poles along the axis of a plate material with high magnetic conductivity performed throttle channels.