阻尼可调控的磁流变阻尼器制造技术

本发明专利技术涉及阻尼可调控的磁流变阻尼器。解决了现有的磁流变阻尼器阻尼通道面积小，产生阻尼力小的问题。其改进是在活塞内增设了磁流变液通道，即活塞内中部设有平行的两个以上圆板状空腔，活塞杆轴向有阻尼通道，上方的圆板状空腔顶部中间连通着阻尼通道，阻尼通道上端连通着出口，出口位于活塞杆径向，且连通着上工作腔，下方的圆板状空腔底部中间连通着进口通道；两个以上圆板状空腔对应面之间分别连接通管连通；该阻尼器的阻尼力变化范围大，充分利用磁场强度，增大磁流变液的成链区域，增大阻尼器可控阻尼力的变化范围；出口和进口的不同设计，可以产生不同的压缩和回复阻尼力，满足不同的要求；外加弹簧可以承受静载和有减振作用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用磁流变技术的阻尼器。技术背景近几十年来，利用磁流变或电流变技术的可控阻尼器发展越来越迅速，磁流变或电 流变阻尼器在振动控制领域的应用越来越广，其可控的减震性能在车辆工程，航天航空， 土木工程，体育器材等有着重要的作用。磁流变液的主要组成分为软磁性颗粒、母液以及为了防止磁性颗粒沉降而添加的在 总组分中所占比例很少的添加剂。其基本特征是在外磁场的作用下能在瞬间(毫秒级) 从自由液体转变为半固体，呈现可控的屈服强度，而且这种变化是可逆的。磁流变阻尼 器利用磁流变液的流变特性，在阻尼器上设置了磁场的阻尼通道，当阻尼器活塞与缸体 发生相对运动时，则会挤压缸体内的磁流变液，使其从阻尼通道流过，当阻尼通道内没 有磁场作用时，磁流变液为粘性流体，若对阻尼通道施加磁场，阻尼通道内的磁流变液 发生硬化成为粘塑性体，导致活塞运动的阻尼力增大。调节磁场强度可以改变磁流变液 的屈服强度，从而调节阻尼器的阻尼力的大小。目前专利技术使用的磁流变阻尼器，不论是剪切式，挤压式还是阀式，磁流变液的阻尼 通道主要有在电磁线圈内部和在电磁线圈与缸体之间两种形式。专利CN1187205C， CN2525303Y等，阻尼通道在电磁线圈与缸体之间，要求阻尼通道直径尽量小，才能获得 较大的阻尼力，但阻尼通道的直径越小则制造成本就越高。阻尼器的阻尼通道必须为铁 磁性材料制成，否则阻尼通道的磁路不能闭合，阻尼器就不能工作。美国专利 Pat. 6019201等，阻尼通道在电磁线圈内部，但磁场方向与磁流变液的流向不能保持垂 直。磁流变液的流向与磁场方向垂直时会产生最大的阻尼力。美国专利Pat.6510929Bl 保证了磁流变液与磁场方向的垂直，但内部的磁流变液成链面积较少，不能产生大的阻 尼力。
技术实现思路
针对现有的磁流变阻尼器阻尼通道面积小，产生阻尼力小的技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种允许大面积的磁流变液成链、产生较大阻尼力、并且在活塞压縮和复 原过程中产生不同阻尼力、满足不同减振要求的阻尼可调控的磁流变阻尼器。 实现上述目的的技术解决方案如下阻尼可调控的磁流变阻尼器包括液压缸体3，液压缸体3内设有活塞6,活塞6连 接着活塞杆2，活塞6夹层侧壁内设有电磁线圈10，活塞杆2—侧的液压缸体内部为上 工作腔5，活塞另一侧的液压缸体内部为下工作腔7。与电磁线圈10对应的活塞6内中部设有平行的两个以上圆板状空腔，两个圆板状 空腔均垂直于活塞杆2;活塞杆2轴向中部设有阻尼通道13，位于上方的圆板状空腔顶 部中间连通着阻尼通道13，阻尼通道13上端连通着出口 14，出口14位于活塞杆径向， 且连通着上工作腔5，位于下方的圆板状空腔底部中间连通着进口通道15,进口通道15 的另一端口位于下工作腔7内；两个以上圆板状空腔对应面之间分别由四条以上的连接 通管11连通；所述下工作腔7下部的液压缸体内依次设有移动活塞18和内弹簧19; 液压缸体3外部套设有弹簧20。所述位于活塞杆径向上的出口 14为放射状的十字形出口。 所述四条以上连接通管11均布于圆板状空腔的圆周边缘。 所述移动活塞18的裙部设有一道以上的密封圈17。所述活塞杆2的外伸端上设有圆形挡板21，液压缸体下工作腔7下端设有圆形固定 连接块9，套设在液压缸体3上的弹簧20位于挡板21和固定连接块9之间。上述结构中的两个以上的圆板状空腔、进口通道15、与活塞杆轴线平行的连接通道 11、阻尼通道13和放射状出口 14构成磁流变液通道。如图5所示，磁流变效应主要发生在磁流变液通道中的两个板状空间区域即上层圆 板状空腔12和下圆板状空腔16， 一级磁流变效应发生在上圆板状空腔12区域，二级的 磁流变效应发生在下圆板状空腔16区域。阴影部分为磁流变液阻尼通道，磁场方向恰 好与一级上圆板状空腔12和二级下圆板状空腔16中的磁流变液的流动方向垂直，而进 口通道15和阻尼通道13中液体流向也与磁场垂直，大大增加了磁流变效应的发生区域。 当活塞运动时，挤压工作腔中的磁流变液通过阻尼通道，在外加磁场的作用下，磁流变 液的屈服强度增大，使活塞两端的压差增加和阻尼力增大。外加的弹簧20可以承受静载荷和有减振作用，防止磁流变阻尼器的失效。也可以不加外弹簧20，仅依靠活塞的阻 尼通道产生的阻尼力工作。放射状出口 M和连接通道11的设计，如图3， 4所示，即 使在无外加磁场和弹簧20的情况下，也可产生一定的阻尼力，防止阻尼器失效。而进 口通道15和放射状出口 14的不同设计，允许产生不同的压縮和回复阻尼力，可满足特 定的要求，增加了阻尼器的灵活性。本专利技术的阻尼器可以包含一个或多个工作缸，其内 部的活塞还可以采取多级形式，活塞外缠绕的电磁线圈也可采用多级形式，活塞内部的 磁流变液通道的平板空间也可由两个增至多个。 本专利技术与现有技术相比较具有几方面的优点1、 本专利技术阻尼器的阻尼力变化范围大通过活塞内部上、下圆板状空腔的设计， 充分利用了磁场强度，增大了磁流变液的成链区域，增大了阻尼器可控阻尼力的变化范 围；2、 设计灵活，适用范围广通道出口部分和进口部分的不同设计，可以产生不同 的压縮和回复阻尼力，可以满足不同的要求；3、 结构稳定，能耗降低，制造成本低，可以使用非铁磁性材料，甚至是塑料。4、 具有自动保护功能，液压缸体外部套设的弹簧，可以防止磁流变液失效时阻尼 器继续工作。附图说明图l为本专利技术结构示意图，图2为液压缸体和活塞的局部放大图，图3为图2的A-A剖视图，图4为图2的B-B剖视图，图5为阻尼磁流变液阻尼通道放大图。具体实施方式下面结合附图，通过实施例对本专利技术作进一步地说明。 实施例参见图l，阻尼可调控的磁流变阻尼器包括液压缸体3，液压缸体3内设有圆柱活 塞6，活塞6连接着活塞杆2，活塞6将阻尼器的液压缸体3分为两个部分上工作腔 (回复腔)5和下工作腔(压縮腔)7，工作腔内装适量的磁流变液。活塞6夹层侧壁内设有电磁线圈IO，电磁线圈10通过两根导线4连接到外部的电源上，通过控制外部电 流的大小来改变磁流变阻尼器阻尼力的大小。由图2、图3和图4可见，与电磁线圈10对应的活塞6内中部设有平行的上圆板状 空腔12和下圆板状空腔16，且上圆板状空腔12和下圆板状空腔16均垂直于活塞杆2; 活塞杆2轴向中部设有阻尼通道13，上圆板状空腔12顶部中间连通着阻尼通道13，阻 尼通道13上端连通着出口 14，出口14位于活塞杆径向，且连通着上工作腔5，下圆板 状空腔16底部中间连通着进口通道15，进口通道15的另一端口位于下工作腔7内；上 圆板状空腔12和下圆板状空腔16对应面之间分别由六条连接通管11连通，六条连接 通管11均布于圆板状空腔的圆周边缘。上圆板状空腔12、下圆板状空腔16、进口通道15、与活塞杆轴线平行的连接通道 11、阻尼通道13和放射状出口 14构成磁流变液通道。磁流变液的阻尼力在磁流变液通道中产生，如图5所示。活塞6在工作腔中作往复 运动，挤压磁流变液通过磁流变液通道，磁流变液通过一级上圆板状空腔12和二级下 圆板状空腔16时，外加磁场的方向恰好与液体的流向垂直，磁流变液附着成链，阻碍 磁流变液的流动产生阻尼力，大的空间区域保证大面积的磁流变液效应的发生，电磁线 圈内部的磁感应强度也最大，都保证了本文档来自技高网...

【技术保护点】
阻尼可调控的磁流变阻尼器，包括液压缸体（３），液压缸体（３）内设有活塞（６），活塞（６）连接着活塞杆（２），活塞（６）夹层侧壁内设有电磁线圈（１０），活塞杆（２）一侧的液压缸体内部为上工作腔（５），活塞另一侧的液压缸体内部为下工作腔（７），其特征在于：与电磁线圈（１０）对应的活塞（６）内中部设有平行的两个以上圆板状空腔，两个圆板状空腔均垂直于活塞杆（２）；活塞杆（２）轴向中部设有阻尼通道（１３），位于上方的圆板状空腔顶部中间连通着阻尼通道（１３），阻尼通道（１３）上端连通着出口（１４），出口（１４）位于活塞杆径向，且连通着上工作腔（５），位于下方的圆板状空腔底部中间连通着进口通道（１５），进口通道（１５）的另一端口位于下工作腔（７）内；两个以上圆板状空腔对应面之间分别由四条以上连接通管（１１）连通；所述下工作 腔（７）下部的液压缸体内依次设有移动活塞（１８）和内弹簧（１９）；液压缸体（３）外部套设有弹簧（２０）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：龚兴龙，郭朝阳，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]