一种剪切增稠阻尼器可调限速的方法及阻尼器技术

本发明专利技术公开一种剪切增稠阻尼器可调限速的方法及阻尼器，缸体充满剪切增稠液，活塞杆的一端在缸体内滑动，另一端伸出缸体；缸体内的活塞杆上固定有活塞，活塞为中空的带有常通油道的圆柱体，常通油道将有效节流通道与活塞腔体相连通；活塞杆的外侧壁与活塞的内侧壁间设有节流通道，活塞外侧与缸体内侧接触作相对滑动，所述活塞杆设置外螺纹，活塞一端为环状，内环设置内螺纹，所述活塞杆与活塞可通过所述螺纹配合调整相对位置。活塞杆一端设有锥形销，浮动活塞用以补偿活塞杆进出缸体所造成的缸体内空间变化，浮动活塞和缸体通过弹性元件相连。本发明专利技术优点：1、结构简单可靠；2、具有可调节的限速作用；3、阻尼器出力大；4、可以抵抗冲击。

【技术实现步骤摘要】
一种剪切增稠阻尼器可调限速的方法及阻尼器
本专利技术涉及一种工程结构振动控制技术，具体说就是一种可调限速的剪切增稠阻尼器。
技术介绍
剪切增稠阻尼器是一种以智能材料剪切增稠液为工作介质的阻尼器。剪切增稠液是一种性能优良的智能材料，其粘度特性取决于其剪切应变率，在承受高应变率荷载时，液体粘度由稀变稠，甚至由液相转变为固相，即发生剪切增稠行为，重要的是这种变化是可逆的，当荷载撤销时，能瞬间由固相恢复为液相。剪切增稠阻尼器利用剪切增稠液的这种特性表现出超过临界速度阻尼力急剧上升的特点，起到限速保护的作用。传统剪切增稠阻尼器因为结构参数固定，导致临界速度固定，无法实现不同的限速要求。并且剪切增稠阻尼器在低速振动下，由于没有达到增稠临界速度，不发生剪切增稠行为，阻尼器力出力小，因此其控制效果不理想，阻碍了剪切增稠阻尼器技术的大规模工程应用。
技术实现思路
本专利技术针对剪切增稠阻尼器限速功能不可调节和低速下出力过小的不足，提出一种限速可调和提高阻尼力的方法及其剪切增稠阻尼器。本专利技术的技术方案为：一种剪切增稠阻尼器可调限速的方法，缸体充满剪切增稠液，浮动活塞用以补偿活塞杆进出缸体所造成的缸体内空间变化，浮动活塞和缸体通过弹性元件相连，在承受工作荷载时，阻尼器一端的外力推动活塞杆与活塞相对于缸体做直线运动，活塞下端腔体空间变小，内部的剪切增稠液被挤压，通过活塞杆外侧壁与活塞内侧壁之间有效节流通道，达到缸体上腔。所述剪切增稠液在节流通道的剪切作用下发生固化，且固化程度随剪切速度增强而增强，从而达到限速的功能。本专利技术进一步公开了一种实现所述方法的可调限速剪切增稠阻尼器，包括活塞杆、缸壁、活塞、外螺纹、常通油道、弹性元件、端盖、有效节流通道、锥形销、内螺纹、剪切增稠液、浮动活塞和密封件；缸体充满剪切增稠液，活塞杆的一端在缸体内滑动，另一端伸出缸体；缸体内的活塞杆上固定有活塞，活塞为中空的带有常通油道的圆柱体，活塞杆的外侧壁与活塞的内侧壁间设有有效节流通道，常通油道将有效节流通道与活塞腔体相连通；活塞外侧与缸体内侧接触作相对滑动，所述活塞杆设置外螺纹，活塞一端为环状，内环设置内螺纹，所述活塞杆与活塞可通过所述螺纹配合调整相对位置；活塞杆一端设有锥形销，锥形销与浮动活塞上的盲孔对应；浮动活塞和缸体通过弹性元件相连。通过旋转活塞杆实现不同的临界阻尼力；即：活塞杆端部的外螺纹与活塞端部的内螺纹配合，使活塞杆相对活塞的位置发生改变，调整了位于活塞内部的带螺纹的活塞杆长度，改变了有效节流通道长度，实现了阻尼器的限速调节。锥形销会进入浮动活塞内的盲孔，挤压里面的阻尼液，带来额外的阻尼力，来实现限位和防冲击功能。当旋转活塞杆调节有效节流通道长度时，锥形销伸出活塞的长度会随着改变，特别的，当活塞杆外螺纹旋出活塞内螺纹时，有效节流通道长度最长，阻尼力出力最大，临界速度最低，实现了阻尼器的低速限制模式，此时锥形销不伸出活塞，不影响高阻低速模式下的运动；当活塞杆处外螺纹全部旋入活塞内螺纹时，有效节流通道长度最短，阻尼力出力最小，临界速度最高，实现了阻尼器的高速限制模式，此时锥形销伸出长度最长，在行程末端最大限度提供阻尼力，起到低阻高速模式下的保护功能；通过调整活塞杆位置设为两个极限模式之间的任意位置，可以实现限制速度的无级调整，灵活应用于各种工作场合。本专利技术与现有技术相比，其有益效果如下：1、本专利技术结构简单可靠，阻尼器的主要功能部件仅为活塞杆、活塞和缸体。其中活塞杆上的外螺纹既是出力装置也是调整装置，大大减少了加工和装配的难度。2、本专利技术结构具有可调节的限速作用，通过旋转活塞杆的方式，改变活塞杆中螺纹段在活塞内的长度，使得有效节流通道长度发生改变，从而调节限制速度。3、本专利技术的阻尼出力较大，剪切增稠阻尼器的出力方式是通过活塞与缸体之间的节流通道间流体剪切运动产生的阻尼力，不同于传统剪切增稠阻尼器的节流通道的光滑表面。本专利技术的活塞外表面加工出螺纹，增大了与剪切增稠液的接触面积，获得了更大的阻尼力。4、本专利技术具有限位、抗冲击的作用，活塞杆一端设有锥形销，活塞运动到行程末端前，锥形销会进入浮动活塞内的盲孔，挤压里面的阻尼液，带来额外的阻尼力来防止冲击。附图说明图1为本专利技术结构图。图2为活塞结构图。图3为本专利技术高速模式结构图。图4为本专利技术低速模式结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明。如图1所示，本专利技术包括活塞杆1、缸壁2、活塞3、外螺纹4、常通油道5、弹性元件6、端盖7、有效节流通道8、锥形销9、内螺纹10、剪切增稠阻尼液11、浮动活塞12、密封件13和盲孔14；缸体充满剪切增稠液11，活塞杆1的一端在缸体内滑动，另一端伸出缸体；缸体内的活塞杆1上安装有活塞3，活塞3为中空的设有常通油道的圆柱体，活塞杆1的外侧壁与活塞3的内侧壁间设有有效节流通道8，常通油道5将有效节流通道8与腔体相连通；活塞3外侧与缸体内侧接触作相对滑动，所述活塞杆设置外螺纹，活塞最外端设置内螺纹，所述活塞杆1与活塞3可通过所述螺纹配合调整相对位置。本专利技术的工作原理:在承受工作荷载时，阻尼器一端的外力推动活塞杆与活塞相对于缸体做直线运动，活塞下端腔体空间变小，内部的剪切增稠液被挤压，通过活塞杆外侧壁与活塞内侧壁之间有效节流通道，达到缸体上腔。所述剪切增稠液在节流通道的剪切作用下发生固化，且固化程度随剪切速度增强而增强，从而达到限速的功能。上述剪切增稠液由二氧化硅纳米颗粒和聚乙二醇构成，质量比为3/4。为实现不同的临界阻尼力，可通过旋转活塞杆，活塞杆端部与活塞端部的螺纹配合，使活塞杆相对活塞的位置发生改变，调整了位于活塞内部的带螺纹的活塞杆长度，改变了有效节流通道长度，实现了阻尼器的限速调节。活塞杆一端设有锥形销，活塞运动到行程末端前，锥形销会进入浮动活塞内的盲孔，挤压里面的阻尼液，带来额外的阻尼力来防止冲击。当旋转活塞杆调节有效节流通道长度时，锥形销伸出活塞的长度会随着改变，特别的，如图3所示，当活塞杆外螺纹旋出活塞内螺纹时，有效节流通道长度最长，阻尼力出力最大，临界速度最低，实现了阻尼器的低速限制模式，此时锥形销不伸出活塞，不影响高阻低速模式下的运动；如图4所示，当活塞杆处外螺纹全部旋入活塞内螺纹时，有效节流通道长度最短，阻尼力出力最小，临界速度最高，实现了阻尼器的高速限制模式，此时锥形销伸出长度最长，在行程末端最大限度提供阻尼力，起到低阻高速模式下的保护功能。此外，通过调整活塞杆位置设为两个极限模式之间的任意位置，可以实现限制速度的无级调整，灵活应用于各种工作场合。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本专利技术进行了详细地说明，所属领域的普通技术人员应当理解:技术人员阅读本申请说明书后依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，但这些修改或变更均未脱离本专利技术申请待批的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种剪切增稠阻尼器可调限速的方法，其特征在于：缸体充满剪切增稠液，浮动活塞用以补偿活塞杆进出缸体所造成的缸体内空间变化，浮动活塞和缸体通过弹性元件相连，在承受工作荷载时，阻尼器一端的外力推动活塞杆与活塞相对于缸体做直线运动，活塞下端腔体空间变小，内部的剪切增稠液被挤压，通过活塞杆外侧壁与活塞内侧壁之间有效节流通道，达到缸体上腔；所述剪切增稠液在节流通道的剪切作用下发生固化，且固化程度随剪切速度增强而增强，从而达到限速的功能。

【技术特征摘要】
1.一种剪切增稠阻尼器可调限速的方法，其特征在于：缸体充满剪切增稠液，浮动活塞用以补偿活塞杆进出缸体所造成的缸体内空间变化，浮动活塞和缸体通过弹性元件相连，在承受工作荷载时，阻尼器一端的外力推动活塞杆与活塞相对于缸体做直线运动，活塞下端腔体空间变小，内部的剪切增稠液被挤压，通过活塞杆外侧壁与活塞内侧壁之间有效节流通道，达到缸体上腔；所述剪切增稠液在节流通道的剪切作用下发生固化，且固化程度随剪切速度增强而增强，从而达到限速的功能。2.一种实现权利要求1所述方法的阻尼器，其特征在于：包括活塞杆、缸壁、活塞、外螺纹、常通油道、弹性元件、端盖、有效节流通道、锥形销、内螺纹、剪切增稠液、浮动活塞和密封件；缸体充满剪切增稠液，活塞杆的一端在缸体内滑动，另一端伸出缸体；缸体内的活塞杆上固定有活塞，活塞为中空的带有常通油道的圆柱体，活塞杆的外侧壁与活塞的内侧壁间设有有效节流通道，常通油道将有效节流通道与活塞腔体相连通；活塞外侧与缸体内侧接触作相对滑动，所述活塞杆设置外螺纹，活塞一端为环状，内环设置内螺纹，所述活塞杆与活塞可通过所述螺纹配合调整相对位置；活塞杆一端设有锥形销，锥形销与浮动活塞上的盲孔对...

【专利技术属性】
技术研发人员：史啸天，李鹤，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21