RU2769591C1 - Magnetorheological damper - Google Patents

Magnetorheological damper Download PDF

Info

Publication number
RU2769591C1
RU2769591C1 RU2021123385A RU2021123385A RU2769591C1 RU 2769591 C1 RU2769591 C1 RU 2769591C1 RU 2021123385 A RU2021123385 A RU 2021123385A RU 2021123385 A RU2021123385 A RU 2021123385A RU 2769591 C1 RU2769591 C1 RU 2769591C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
housing
damper
frame
magnets
compartment
Prior art date
Application number
RU2021123385A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Тимур Айдемир
Александр Николаевич Данилин
Гульжиан Искаковна Джардималиева
Камиля Асылбековна Кыдралиева
Юрий Константинович Левин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной механики Российской академии наук (ИПРИМ РАН)
Priority to RU2021123385A priority Critical patent/RU2769591C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2769591C1 publication Critical patent/RU2769591C1/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
    • F16F9/32Details
    • F16F9/53Means for adjusting damping characteristics by varying fluid viscosity, e.g. electromagnetically
    • F16F9/535Magnetorheological [MR] fluid dampers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fluid-Damping Devices (AREA)

Abstract

FIELD: mechanical engineering.SUBSTANCE: invention relates to the field of mechanical engineering. The damper contains a body with magnetic fluid. The housing contains a hydraulic chamber, a hollow rod, a compensation chamber and a separating piston. The housing is provided with a partition, which has holes in the near-wall zone and separates the first compartment of the circular section from the second compartment of the annular section of the hydraulic chamber. Under the partition, coaxially to the body, there is a bushing with a separating piston placed inside it. A spring is installed under the sleeve in the compensation chamber. Opposite the holes at the outer wall of the housing, permanent magnets are installed, built into a common movable frame.EFFECT: equipment improvement.6 cl, 1 dwg

Description

Магнитореологический демпфер нацелен на гашение механических колебаний в транспортных нагруженных системах (подвески скоростных железнодорожных вагонов, авиакосмические системы стыковки космических систем, шасси летательных аппаратов и др.) и относится области машиностроения, а именно к устройствам, рассеивающим механические колебания низкочастотной амплитуды в контактных системах.The magnetorheological damper is aimed at damping mechanical oscillations in transport loaded systems (suspensions of high-speed railway cars, aerospace docking systems for space systems, aircraft landing gear, etc.) and belongs to the field of mechanical engineering, namely, to devices dissipating low-frequency amplitude mechanical oscillations in contact systems.

Известен аналог предлагаемого, - магнитореологический поршневой демпфер [1], содержащий корпус с магнитной жидкостью 2, перетекающей из первого отсека во второй отсек гидравлической камеры, а также размещенные в корпусе шток, компенсационную камеру и разделительный поршень, что совпадает с существенными признаками предлагаемого. Кроме того, первый и второй отсеки гидравлической камеры разделены подвижным сборным поршнем, по зазорам которого перетекает МРЖ, диссипативные свойства магнитной жидкости изменяют, подавая напряжение на катушку управления, которая создает магнитный поток, замыкающийся через зазоры в подвижном сборном поршне. Это воздействует на магнитную жидкость, изменяя ее вязкость и, как следствие, демпфирующую характеристику амортизатора. Недостаток аналога состоит в повышенных энергозатратах на управление магнитным потоком, что недопустимо для систем автономного применения.A known analogue of the proposed one is a magnetorheological piston damper [1], containing a housing with magnetic fluid 2 flowing from the first compartment into the second compartment of the hydraulic chamber, as well as a rod, a compensation chamber and a separating piston located in the housing, which coincides with the essential features of the proposed. In addition, the first and second compartments of the hydraulic chamber are separated by a movable collection piston, through the gaps of which MRF flows, the dissipative properties of the magnetic fluid are changed by applying voltage to the control coil, which creates a magnetic flux that closes through the gaps in the movable collection piston. This affects the magnetic fluid, changing its viscosity and, as a result, the damping characteristic of the shock absorber. The disadvantage of the analog is the increased energy consumption for magnetic flux control, which is unacceptable for autonomous application systems.

Также известен другой аналог - магнитореологический амортизатор [2], содержащий корпус с МРЖ, перетекающей по каналу из первого отсека во второй отсек гидравлической камеры, а также размещенные в корпусе втулку, шток, компенсационную камеру и разделительный поршень, что совпадает с существенными признаками предлагаемого.Another analogue is also known - a magnetorheological shock absorber [2], containing a housing with MRF flowing through the channel from the first compartment to the second compartment of the hydraulic chamber, as well as a bushing, a rod, a compensation chamber and a separating piston placed in the housing, which coincides with the essential features of the proposed.

Кроме того, шток проходит внутри втулки, разность давлений в первом и во втором отсеках гидравлической камеры преобразуется пьезодатчиками в электрический сигнал, управляющий магнитным полем в канале протекания МРЖ.In addition, the rod passes inside the sleeve, the pressure difference in the first and second compartments of the hydraulic chamber is converted by piezoelectric sensors into an electrical signal that controls the magnetic field in the MRF flow channel.

Недостатками указанного амортизатора является то, что рассеяние механической энергии колебаний происходит в узком канале поршня, что приводит к местным перегревам и, как следствие, к нарушению стабильной работы устройства. Также присутствует неэффективное использование объема поршня и создаваемого катушкой магнитного поля, так как рабочим пространством является лишь узкий канал в поршне аналога [2].The disadvantages of this shock absorber is that the dissipation of the mechanical energy of oscillations occurs in a narrow channel of the piston, which leads to local overheating and, consequently, to disruption of the stable operation of the device. There is also an inefficient use of the volume of the piston and the magnetic field created by the coil, since the working space is only a narrow channel in the analogue piston [2].

Наиболее близким по совокупности признаков устройством того же назначения, выбранным в качестве прототипа, является магнитореологический пневматический амортизатор [3], содержащий корпус с магнитной жидкостью, перетекающей по отверстиям, из первого отсека во второй отсек гидравлической камеры, а также размещенные в корпусе полый шток. компенсационную камеру и разделительный поршень что совпадает с существенными признаками предлагаемого. Кроме того, первый и второй отсеки гидравлической камеры разделены подвижным поршнем с каналом для перетекания МРЖ, корпус снабжен пневматическим упругим элементом, размещенным в пуансоне, жестко связанным с полым штоком, а перетекание МРЖ по каналу в подвижном поршне контролируется соленоидной катушкой.The closest device for the same purpose, selected as a prototype, is a magnetorheological pneumatic shock absorber [3], containing a housing with a magnetic fluid flowing through the holes from the first compartment to the second compartment of the hydraulic chamber, as well as a hollow rod placed in the housing. a compensation chamber and a separating piston, which coincides with the essential features of the proposed. In addition, the first and second compartments of the hydraulic chamber are separated by a movable piston with a channel for the flow of MRF, the body is equipped with a pneumatic elastic element placed in a punch rigidly connected to a hollow rod, and the flow of MRF through the channel in the movable piston is controlled by a solenoid coil.

Недостатком является наличие 2-х контуров магнитного потока, управляемых электрическим током, а также сложность в конструктивной реализации жесткости упругого пневматического элемента и низкая эксплуатационная надежность прототипа.The disadvantage is the presence of 2 magnetic flux circuits controlled by electric current, as well as the complexity in the structural implementation of the rigidity of the elastic pneumatic element and the low operational reliability of the prototype.

Указанные недостатки преодолеваются в предлагаемом демпфере, схема которого представлена на фиг. 1.These shortcomings are overcome in the proposed damper, the scheme of which is shown in Fig. one.

Он содержит немагнитный корпус с МРЖ, перетекающей по отверстиям из первого отсека во второй отсек гидравлической камеры, а также размещенные в корпусе полый шток, компенсационную камеру и разделительный поршень, что совпадает с признаками известного устройства.It contains a non-magnetic housing with MRF flowing through the holes from the first compartment to the second compartment of the hydraulic chamber, as well as a hollow rod, a compensation chamber and a separating piston located in the housing, which coincides with the features of the known device.

При этом корпус снабжен перегородкой, которая в пристеночной зоне корпуса имеет отверстия и отделяет первый отсек круглого сечения от второго отсека кольцевого сечения гидравлической камеры, под перегородкой соосно корпусу установлена втулка с размещенным внутри нее разделительным поршнем, ход которого ограничен концами втулки, под втулкой в компенсационной камере установлена пружина, напротив, по крайней мере, части отверстий у внешней стенки корпуса установлены постоянные магниты, встроенные в общую подвижную раму.At the same time, the housing is equipped with a partition, which has openings in the near-wall zone of the housing and separates the first compartment of a circular cross section from the second compartment of the annular section of the hydraulic chamber; a spring is installed in the chamber, opposite, at least part of the holes near the outer wall of the housing, permanent magnets are installed, built into a common movable frame.

Кроме того, рама с установленными магнитами выполнена с возможностью перемещения вдоль оси демпфера.In addition, the frame with installed magnets is movable along the damper axis.

Кроме того, рама с установленными магнитами выполнена с возможностью перемещения вокруг оси демпфера, расстояние между соседними отверстиями и дистанцию между соседними положениями магнитов в раме выбирают не менее трех диаметров магнитов.In addition, the frame with the installed magnets is movable around the damper axis, the distance between adjacent holes and the distance between adjacent positions of the magnets in the frame is chosen to be at least three diameters of the magnets.

Кроме того, рама с установленными магнитами выполнена с возможностью совместного перемещения вдоль оси демпфера и вокруг его оси.In addition, the frame with the installed magnets is made with the possibility of joint movement along the axis of the damper and around its axis.

Кроме того, количество магнитов, установленных в раме, и положение самой рамы выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера.In addition, the number of magnets installed in the frame and the position of the frame itself are chosen taking into account the given load characteristic of the damper.

Кроме того, соотношение внутреннего диаметра корпуса и внешнего диаметра втулки выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера.In addition, the ratio of the inner diameter of the body and the outer diameter of the bushing is chosen taking into account the given load characteristics of the damper.

Технический результат состоит в уменьшении энергопотребления, в увеличении надежности и функциональной гибкости, снижении себестоимости реализации устройства при упрощении конструкции и достигается за счет устранения указанных выше недостатков аналогов и прототипа в предлагаемом демпфере.The technical result consists in reducing power consumption, increasing reliability and functional flexibility, reducing the cost of implementing the device while simplifying the design and is achieved by eliminating the above disadvantages of analogs and prototype in the proposed damper.

Сущность изобретения поясняется чертежами.The essence of the invention is illustrated by drawings.

Список чертежейList of drawings

Фиг. 1. Схема демпфера по п. 1 формулы, где использованы обозначения:Fig. 1. Damper circuit according to claim 1 of the formula, where the designations are used:

1 – корпус,1 - body,

2 – МРЖ,2 - MRM,

3 – отверстия,3 - holes,

4 – первый отсек гидравлической камеры,4 - the first compartment of the hydraulic chamber,

5 – второй отсек гидравлической камеры,5 - the second compartment of the hydraulic chamber,

6 – гидравлическая камера,6 - hydraulic chamber,

7 – полый шток,7 - hollow rod,

8 – компенсационная камера,8 - compensation chamber,

9 – разделительный поршень,9 - separating piston,

10 – перегородка,10 - partition,

11 – втулка,11 - bushing,

12 – пружина,12 - spring,

13 – магнит,13 - magnet,

14 – рама.14 - frame.

На фиг. 1 представлена схема предлагаемого демпфера по п. 1 формулы, согласно которой магнитореологический демпфер содержит корпус 1 с МРЖ 2, перетекающей по отверстиям 3, из первого отсека 4 во второй отсек 5 гидравлической камеры 6, а также размещенные в корпусе 1 полый шток 7, компенсационную камеру 8 и разделительный поршень 9, при этом корпус 1 снабжен перегородкой 10, которая в пристеночной зоне корпуса 1 имеет отверстия 3 и отделяет первый отсек 4 круглого сечения от второго отсека 5 кольцевого сечения гидравлической камеры 6. под перегородкой 10 соосно корпусу 1 установлена втулка 11 с размещенным внутри нее разделительным поршнем 9. ход которого ограничен концами втулки 11, под втулкой 11 в компенсационной камере 8 установлена пружина 12, напротив, по крайней мере, части отверстий 3 у внешней стенки корпуса 1 установлены постоянные магниты 13, встроенные в общую подвижную раму 14.In FIG. 1 shows a diagram of the proposed damper according to claim 1 of the formula, according to which the magnetorheological damper contains a housing 1 with MRF 2 flowing through holes 3 from the first compartment 4 to the second compartment 5 of the hydraulic chamber 6, as well as a hollow rod 7 placed in the housing 1, compensating chamber 8 and separating piston 9, while the body 1 is provided with a baffle 10, which in the near-wall zone of the body 1 has holes 3 and separates the first compartment 4 of circular cross section from the second compartment 5 of the annular section of the hydraulic chamber 6. under the baffle 10 coaxially to the body 1 is a bushing 11 with a separating piston 9 placed inside it. The stroke of which is limited by the ends of the sleeve 11, under the sleeve 11 in the compensation chamber 8 a spring 12 is installed, opposite, at least part of the holes 3 near the outer wall of the housing 1, permanent magnets 13 are installed, built into a common movable frame fourteen.

Предлагаемый магнитореологический демпфер работает следующим образом.The proposed magnetorheological damper works as follows.

Аналогично прототипу, при силовом воздействии на амортизируемый объект шток 7 выдавливает МРЖ 2 из второго отсека 5 гидравлической камеры 6 в ее первый отсек 4 через отверстия 3 в перегородке 10. Избыточный объем МРЖ, поступивший в первый отсек 4 гидравлической камеры 6, отодвигает поршень 9 в камере 8. Нажатию штока одновременно противодействуют пружина 12, размещенная под втулкой 11 у дна камеры 8, а также пневматическое давление газа в камере 8. Пружина 12 введена для повышения нагрузочной способности демпфера на этапе сжатия и для ускорения его возврата в исходное состояние на этапе расширения.Similar to the prototype, when a force is applied to the shock-absorbing object, the rod 7 squeezes the MRF 2 from the second compartment 5 of the hydraulic chamber 6 into its first compartment 4 through the holes 3 in the partition 10. chamber 8. The pressure of the rod is simultaneously counteracted by the spring 12, located under the sleeve 11 at the bottom of the chamber 8, as well as the pneumatic pressure of the gas in the chamber 8. The spring 12 is introduced to increase the load capacity of the damper at the compression stage and to accelerate its return to its original state at the expansion stage .

Ход отбоя происходит благодаря пневматической энергии, запасенной в камере 8 и упругой энергии сжатия пружины 12. Регулировка декремента затухания происходит за счет изменения вязкости МРЖ, протекающей в отверстиях 3, при изменении в них плотности магнитного потока. Магнитный поток в зоне отверстий 3 изменяют предварительной установкой рамы 14 с магнитами 13 в заданное положение, соответствующее требуемым характеристикам демпфера. Максимальная вязкость МРЖ обеспечивается при положении магнитов прямо напротив отверстий. Перемещение рамы 14 возможно как вдоль оси корпуса 1, так и вокруг этой оси. Сочетанием этих перемещений обеспечивается плавность регулировки характеристик демпфирования с расширением диапазона возможных условий применения, т.е. функциональной гибкости.The rebound stroke occurs due to the pneumatic energy stored in the chamber 8 and the elastic energy of the compression of the spring 12. The damping decrement is adjusted due to a change in the viscosity of the MRF flowing in the holes 3, when the magnetic flux density changes in them. The magnetic flux in the area of the holes 3 is changed by pre-setting the frame 14 with magnets 13 to a predetermined position corresponding to the required characteristics of the damper. The maximum viscosity of MRM is achieved when the magnets are positioned directly opposite the holes. The movement of the frame 14 is possible both along the axis of the housing 1 and around this axis. The combination of these movements provides a smooth adjustment of the damping characteristics with an expansion of the range of possible application conditions, i.e. functional flexibility.

Выделяющееся в процессе движения тепло поглощается МРЖ и рассеивается через корпус 1, втулку 11 и шток 7 в окружающую среду.The heat released during the movement is absorbed by the MRF and dissipated through the body 1, the sleeve 11 and the stem 7 into the environment.

При этом в предлагаемом гасителе преодолеваются недостатки прототипа - обеспечивается уменьшение энергопотребления, увеличение динамического диапазона, надежности и функциональной гибкости, снижение себестоимости реализации устройства при упрощении конструкции.At the same time, the proposed absorber overcomes the shortcomings of the prototype - it provides a reduction in power consumption, an increase in the dynamic range, reliability and functional flexibility, a reduction in the cost of implementing the device while simplifying the design.

Далее покажем, что существенные признаки предлагаемого гасителя действительно обеспечивают требуемый технический результат.Next, we will show that the essential features of the proposed absorber really provide the required technical result.

То, что демпфер содержит корпус 1 с МРЖ 2, перетекающей из второго отсека 5 в первый отсек 4 гидравлической камеры 6 по отверстиям 3 в перегородке 10, а также размещенные в корпусе 1 полый шток 7, компенсационную камеру 8 и разделительный поршень 9, обеспечивает возможность перетекания МРЖ по узким отверстиям 3 с поглощением и распределением во времени внешней энергии нагружения штока. При этом выбор количества отверстий 3 позволяет согласовать характеристики демпфера с ожидаемым режимом нагружения.The fact that the damper contains a housing 1 with MRF 2 flowing from the second compartment 5 to the first compartment 4 of the hydraulic chamber 6 through holes 3 in the partition 10, as well as a hollow rod 7 placed in the housing 1, a compensation chamber 8 and a separating piston 9, makes it possible to flow of MRF through narrow holes 3 with absorption and distribution in time of the external energy of loading the rod. In this case, the choice of the number of holes 3 makes it possible to match the characteristics of the damper with the expected loading regime.

То, что первый отсек 4 выполнен круглого сечения, а второй - 5 кольцевого сечения, под перегородкой 10 соосно корпусу 1 установлена втулка 11 с размещенным внутри нее разделительным поршнем 9, ход которого ограничен концами втулки 11, увеличивает поверхность теплового контакта, снижает возможность перегрева, повышает надежность демпфера. При этом возможна оптимизация отношения площадей полого штока 7 и разделительного поршня 9 с целью обеспечения заданной скорости протекания МРЖ 2 по отверстиям 3 и скорости перемещения полого штока 7, что также повышает надежность демпфера и его функциональную гибкость, т.е. расширяя спектр возможностей его практического применения.The fact that the first compartment 4 is made of circular cross-section, and the second - 5 of an annular cross-section, under the partition 10 coaxially with the body 1, a bushing 11 is installed with a separating piston 9 placed inside it, the stroke of which is limited by the ends of the bushing 11, increases the surface of thermal contact, reduces the possibility of overheating, improves damper reliability. At the same time, it is possible to optimize the ratio of the areas of the hollow rod 7 and the separating piston 9 in order to provide a given flow rate of the MRM 2 through the holes 3 and the speed of the hollow rod 7, which also increases the reliability of the damper and its functional flexibility, i.e. expanding the range of possibilities of its practical application.

То, что под втулкой 11 в компенсационной камере 8 установлена пружина 12, а напротив, по крайней мере, части отверстий 3 у внешней стенки корпуса 1 установлены постоянные магниты 13, встроенные в общую подвижную раму 14, обеспечивает расширение динамического диапазона, дополнительную возможность согласования характеристик демпфера (с учетом количества отверстий 3, количества магнитов, установленных в раме 14) с заданными условиями эксплуатации, повышает надежность без энергетических затрат при упрощении конструкции. Отметим также, что количество магнитов 13, установленных в раме 14 напротив отверстий 3 и положение рамы 14 относительно отверстий 3 определяется с учетом требуемой нагрузочной характеристики демпфера, что дополнительно повышает его функциональную гибкость. Наличие пружины 12 повышает быстродействие устройства, ускоряя возврат полого штока 7 в исходное состояние.The fact that a spring 12 is installed under the sleeve 11 in the compensation chamber 8, and on the contrary, at least part of the holes 3 near the outer wall of the housing 1, permanent magnets 13 are installed, built into a common movable frame 14, provides an expansion of the dynamic range, an additional possibility of matching the characteristics damper (taking into account the number of holes 3, the number of magnets installed in the frame 14) with the given operating conditions, increases reliability without energy costs while simplifying the design. We also note that the number of magnets 13 installed in the frame 14 opposite the holes 3 and the position of the frame 14 relative to the holes 3 is determined taking into account the required load characteristics of the damper, which further increases its functional flexibility. The presence of the spring 12 increases the speed of the device, accelerating the return of the hollow rod 7 to its original state.

То, что рама 14 с установленными магнитами 13 выполнена с возможностью перемещения вдоль оси демпфера, обеспечивает простое и надежное управление его характеристиками, повышая надежность устройства и снижая энергопотребление в отсутствие электротехнических средств управления.The fact that the frame 14 with the installed magnets 13 is movable along the axis of the damper provides a simple and reliable control of its characteristics, increasing the reliability of the device and reducing power consumption in the absence of electrical controls.

То, что рама 14 с установленными магнитами 13 выполнена с возможностью перемещения вокруг оси демпфера, при этом расстояние между соседними отверстиями и дистанцию между соседними положениями магнитов в раме выбирают не менее трех диаметров магнитов, обеспечивает простое и надежное управление его характеристиками и снижая энергопотребление в отсутствие электротехнических средств управления. Разнесение отверстий 3 друг от друга на достаточное расстояние обеспечивает невозможность перекрестного влияния одного магнита 13 на зону воздействия другого магнита 13, обеспечивая максимальный диапазон изменения магнитного поля в зоне отверстия 3.The fact that the frame 14 with the installed magnets 13 is movable around the axis of the damper, while the distance between adjacent holes and the distance between adjacent positions of the magnets in the frame is chosen not less than three diameters of the magnets, provides a simple and reliable control of its characteristics and reduces energy consumption in the absence of electrical controls. The spacing of holes 3 from each other at a sufficient distance ensures the impossibility of cross-influence of one magnet 13 on the zone of influence of another magnet 13, providing the maximum range of changes in the magnetic field in the zone of hole 3.

То, что рама с установленными магнитами 13 выполнена с возможностью совместного перемещения вдоль оси демпфера и вокруг его оси обеспечивает простое и надежное управление его характеристиками, обеспечивает более плавное, простое и надежное управление его характеристиками и снижая энергопотребление в отсутствие электротехнических средств управления.The fact that the frame with the installed magnets 13 is made with the possibility of joint movement along the axis of the damper and around its axis provides a simple and reliable control of its characteristics, provides a smoother, simpler and more reliable control of its characteristics and reduces power consumption in the absence of electrical controls.

То, что количество магнитов 13, установленных в раме 14, и положение самой рамы 14 выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера, обеспечивает функциональную гибкость устройства при повышении его простоты и надежности.The fact that the number of magnets 13 installed in the frame 14, and the position of the frame 14 itself is chosen taking into account the given load characteristic of the damper, provides the functional flexibility of the device while increasing its simplicity and reliability.

То, что соотношение внутреннего диаметра корпуса 1 и внешнего диаметра втулки 11 выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера, обеспечивает функциональную гибкость устройства при повышении его простоты и надежности. Это связано с тем, что при фиксированном нагружении штока 7 увеличение его площади уменьшает давление во втором отсеке 5 камеры 6 и удлиняет процесс перетекания МРЖ в отсек 4, что может снизить быстродействие устройства. Уменьшение его площади, наоборот, может недопустимо повысить давление в отсеке 5, приводя к механической деструкции и снижению надежности демпфера. Поэтому полезен выбор оптимальной конфигурации рабочих элементов демпфера для заданных амплитудно-частотных характеристиках внешнего воздействия.The fact that the ratio of the inner diameter of the housing 1 and the outer diameter of the bushing 11 is chosen taking into account the given load characteristics of the damper, provides the functional flexibility of the device while increasing its simplicity and reliability. This is due to the fact that with a fixed loading of the rod 7, an increase in its area reduces the pressure in the second compartment 5 of the chamber 6 and lengthens the flow of MRF into the compartment 4, which can reduce the speed of the device. A decrease in its area, on the contrary, can unacceptably increase the pressure in compartment 5, leading to mechanical destruction and a decrease in the reliability of the damper. Therefore, it is useful to choose the optimal configuration of the working elements of the damper for the given amplitude-frequency characteristics of the external action.

Таким образом, предложен магнитореологический демпфер, содержащий корпус 1 с МРЖ 2, перетекающей по отверстиям 3, из второго отсека 5 в первый отсек 4 гидравлической камеры 6, а также размещенные в корпусе 1 полый шток 7, компенсационную камеру 8 и разделительный поршень 9, отличающийся тем, что корпус 1 снабжен перегородкой 10, которая в пристеночной зоне корпуса 1 имеет отверстия 3 и отделяет первый отсек 4 круглого сечения от второго отсека 5 кольцевого сечения гидравлической камеры 6, под перегородкой 10 соосно корпусу 1 установлена втулка 11 с размещенным внутри нее разделительным поршнем 9, ход которого ограничен концами втулки 11, под втулкой 11 в компенсационной камере 8 установлена пружина 12, а напротив, по крайней мере, части отверстий 3 у внешней стенки корпуса 1 установлены постоянные магниты 13, встроенные в общую подвижную раму 14.Thus, a magnetorheological damper is proposed, containing a housing 1 with an MRM 2 flowing through the holes 3 from the second compartment 5 to the first compartment 4 of the hydraulic chamber 6, as well as a hollow rod 7 placed in the housing 1, a compensation chamber 8 and a separating piston 9, which differs by the fact that the body 1 is provided with a partition 10, which has openings 3 in the near-wall zone of the body 1 and separates the first compartment 4 of circular cross section from the second compartment 5 of the annular section of the hydraulic chamber 6; 9, the course of which is limited by the ends of the sleeve 11, under the sleeve 11 in the compensation chamber 8 there is a spring 12, and opposite, at least part of the holes 3 near the outer wall of the housing 1, there are permanent magnets 13 built into the common movable frame 14.

Кроме того, рама 14 с установленными магнитами 13 выполнена с возможностью перемещения вдоль оси демпфера.In addition, the frame 14 with the installed magnets 13 is movable along the axis of the damper.

Кроме того, рама 14 с установленными магнитами 13 выполнена с возможностью перемещения вокруг оси демпфера, при этом расстояние между соседними отверстиями 3 и дистанцию между соседними положениями магнитов 13 в раме выбирают не менее трех диаметров магнитов 13.In addition, the frame 14 with the installed magnets 13 is made movable around the damper axis, while the distance between adjacent holes 3 and the distance between adjacent positions of the magnets 13 in the frame is chosen at least three diameters of the magnets 13.

Кроме того, рама 14 с установленными магнитами 13 выполнена с возможностью совместного перемещения вдоль оси демпфера и вокруг его оси.In addition, the frame 14 with the installed magnets 13 is made with the possibility of joint movement along the axis of the damper and around its axis.

Кроме того, количество магнитов 13, установленных в раме 14, и положение самой рамы 14 выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера.In addition, the number of magnets 13 installed in the frame 14, and the position of the frame 14 itself is chosen taking into account the given load characteristics of the damper.

Кроме того, соотношение внутреннего диаметра корпуса 1 и внешнего диаметра втулки 11 выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера.In addition, the ratio of the inner diameter of the housing 1 and the outer diameter of the bushing 11 is chosen taking into account the given load characteristics of the damper.

Следует также отметить, что простота конструкции демпфера при отсутствии электротехнических средств управления его параметрами обеспечивает его надежность, снижает стоимость устройства.It should also be noted that the simplicity of the damper design in the absence of electrical means for controlling its parameters ensures its reliability and reduces the cost of the device.

Итак, заявляемый демпфер прост по своему конструктивному исполнению, эффективен с точки зрения достижения высоких эксплуатационных характеристик.So, the inventive damper is simple in its design, effective in terms of achieving high performance.

Проведенные эксперименты подтвердили работоспособность предложенного демпфера. После проведения всесторонних испытаний он будет рекомендован к серийному производству.The experiments carried out confirmed the efficiency of the proposed damper. After extensive testing, it will be recommended for mass production.

Источники информацииInformation sources

1. Морозов Н.А., Нестеров С.А. «Поршневой магнитожидкостный амортизатор» // Патент РФ № 2506476, МПК F16F 9/53, МПК F16F 6/00 2014 г. 1. Morozov N.A., Nesterov S.A. "Piston magnetic fluid shock absorber" // Patent of the Russian Federation No. 2506476, IPC F16F 9/53, IPC F16F 6/00 2014

2. Гусев Е.П., Плотников A.M., Воеводов С.Ю. «Магнитореологический амортизатор» // Патент РФ № 2232316. МПК F16F 9/53, 2004 г. 2. Gusev E.P., Plotnikov A.M., Voevodov S.Yu. "Magnetorheological shock absorber" // Patent of the Russian Federation No. 2232316. IPC F16F 9/53, 2004

3. Корчагин А.Б., Шалай В.В.. Бельков В.Н., Аверьянов Г.С., Хамитов Р.Н. // Патент РФ № 2449188. МПК F16F 9/08. МПК F16F 9/53, 2012 г. (прототип).3. Korchagin A.B., Shalay V.V., Belkov V.N., Averyanov G.S., Khamitov R.N. // Patent of the Russian Federation No. 2449188. IPC F16F 9/08. IPC F16F 9/53, 2012 (prototype).

Claims (6)

1. Магнитореологический демпфер, содержащий корпус с магнитной жидкостью, перетекающей по отверстиям из второго отсека в первый отсек гидравлической камеры, а также размещенные в корпусе полый шток, компенсационную камеру и разделительный поршень, отличающийся тем, что корпус снабжен перегородкой, которая в пристеночной зоне корпуса имеет отверстия и отделяет первый отсек круглого сечения от второго отсека кольцевого сечения гидравлической камеры, под перегородкой соосно корпусу установлена втулка с размещенным внутри нее разделительным поршнем, ход которого ограничен концами втулки, под втулкой в компенсационной камере установлена пружина, а напротив, по крайней мере, части отверстий у внешней стенки корпуса установлены постоянные магниты, встроенные в общую подвижную раму.1. A magnetorheological damper containing a housing with a ferrofluid flowing through the holes from the second compartment to the first compartment of the hydraulic chamber, as well as a hollow rod, a compensation chamber and a separating piston located in the housing, characterized in that the housing is equipped with a partition, which in the near-wall zone of the housing has openings and separates the first compartment of a circular cross section from the second compartment of the annular section of the hydraulic chamber, a bushing is installed coaxially to the body under the partition with a separating piston located inside it, the stroke of which is limited by the ends of the bushing, a spring is installed under the bushing in the compensation chamber, and on the contrary, at least parts of the holes near the outer wall of the housing are equipped with permanent magnets built into a common movable frame. 2. Магнитореологический демпфер по п. 1, отличающийся тем, что рама с установленными магнитами выполнена с возможностью перемещения вдоль оси демпфера.2. Magnetorheological damper according to claim 1, characterized in that the frame with installed magnets is movable along the damper axis. 3. Магнитореологический демпфер по п. 1, отличающийся тем, что рама с установленными магнитами выполнена с возможностью перемещения вокруг оси демпфера, при этом расстояние между соседними отверстиями и дистанцию между соседними положениями магнитов в раме выбирают не менее трех диаметров магнитов.3. Magnetorheological damper according to claim 1, characterized in that the frame with installed magnets is movable around the damper axis, while the distance between adjacent holes and the distance between adjacent positions of the magnets in the frame is chosen at least three diameters of the magnets. 4. Магнитореологический демпфер по п. 1, отличающийся тем, что рама с установленными магнитами выполнена с возможностью совместного перемещения вдоль оси демпфера и вокруг его оси.4. Magnetorheological damper according to claim 1, characterized in that the frame with installed magnets is made with the possibility of joint movement along the axis of the damper and around its axis. 5. Магнитореологический демпфер по п. 1, отличающийся тем, что в исходном состоянии количество магнитов, установленных в раме, и положение самой рамы выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера.5. Magnetorheological damper according to claim 1, characterized in that in the initial state the number of magnets installed in the frame and the position of the frame itself are selected taking into account the given load characteristic of the damper. 6. Магнитореологический демпфер по п. 1, отличающийся тем, что соотношение внутреннего диаметра корпуса и внешнего диаметра втулки выбирают с учетом заданной нагрузочной характеристики демпфера.6. Magnetorheological damper according to claim 1, characterized in that the ratio of the inner diameter of the housing and the outer diameter of the sleeve is chosen taking into account the given load characteristic of the damper.
RU2021123385A 2021-08-05 2021-08-05 Magnetorheological damper RU2769591C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021123385A RU2769591C1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 Magnetorheological damper

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021123385A RU2769591C1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 Magnetorheological damper

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2769591C1 true RU2769591C1 (en) 2022-04-04

Family

ID=81075961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021123385A RU2769591C1 (en) 2021-08-05 2021-08-05 Magnetorheological damper

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2769591C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115182952A (en) * 2022-07-27 2022-10-14 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 Variable-rigidity variable-damping dynamic vibration absorber and method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1252567A1 (en) * 1985-03-25 1986-08-23 Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова Shock absorber
RU2449188C2 (en) * 2010-07-29 2012-04-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Adjustable magnetic rheological pneumatic shock absorber
US8453806B2 (en) * 2009-07-21 2013-06-04 Dt Swiss Inc. Damping device for a two-wheeled vehicle
CN107725663A (en) * 2017-10-24 2018-02-23 东北大学 A kind of antisolvent precipitation magnetic rheological liquid damper

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1252567A1 (en) * 1985-03-25 1986-08-23 Институт тепло- и массообмена им.А.В.Лыкова Shock absorber
US8453806B2 (en) * 2009-07-21 2013-06-04 Dt Swiss Inc. Damping device for a two-wheeled vehicle
RU2449188C2 (en) * 2010-07-29 2012-04-27 Государственное Образовательное Учреждение Высшего Профессионального Образования "Омский Государственный Технический Университет" Adjustable magnetic rheological pneumatic shock absorber
CN107725663A (en) * 2017-10-24 2018-02-23 东北大学 A kind of antisolvent precipitation magnetic rheological liquid damper

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115182952A (en) * 2022-07-27 2022-10-14 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司 Variable-rigidity variable-damping dynamic vibration absorber and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yuan et al. A review on structural development of magnetorheological fluid damper
Karnopp Design principles for vibration control systems using semi-active dampers
US9457635B2 (en) Magnetic damper
RU2769591C1 (en) Magnetorheological damper
US20080053763A1 (en) System and method for self-powered magnetorheological-fluid damping
CN110242696B (en) Variable damping control method of multistage controllable variable damping shock absorber
CN111734773B (en) Magnetorheological fluid vibration absorber with variable wide-range rigidity damping by utilizing permanent magnetic mechanism
JPS5833123B2 (en) Kankakuo Mouketa Buzaikande Energy No Dentatsuo Seigyosuru System
CN108412940B (en) Magneto-rheological valve control damping stepless adjustable shock absorber
CN108019456B (en) A kind of double main spring hydraulic mounts of the magnetorheological elastomer containing magneto
CN110056599B (en) Double-cylinder active magnetorheological damper with variable stroke in shearing mode
CN108644299B (en) Disc spring combined type magnetorheological damping shock absorber
JP2019138348A (en) Damper gear
KR100867367B1 (en) Controllable electro-reholigical/magneto reholigical fluid Damper
CN114838082B (en) Multistage variable damping variable stiffness shock absorber based on magnetorheological material
KR20190049104A (en) Langing gear having magneto rheological fluid damper for aircraft
CN113898693B (en) Vibration damping actuator
Ferdaus et al. Novel design of a self powered and self sensing magneto-rheological damper
Bai et al. A bidirectional-controllable magnetorheological energy absorber for shock and vibration isolation systems
JPS62251542A (en) Dynamic vibration reduce using automatic controlled damping device
CN104132091A (en) Shearing type double-cylinder magneto-rheological damper
RU157916U1 (en) VIBRATION DAMPING DEVICE
RU2449188C2 (en) Adjustable magnetic rheological pneumatic shock absorber
CN109695653B (en) Integrated damping and rigidity adjusting device
RU2764210C1 (en) Adjustable magnetorheological pneumatic shock absorber