一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器制造技术

本发明专利技术公开一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，包括下底板、环形磁铁a、环形磁铁b、铝筒、铜片底片、铜片、铜片顶片、轴承座、直线轴承、轴承端盖、负载、活塞轴、阶梯轴、固定轴环、螺旋弹簧、下装夹轴、固定螺钉。其工作原理主要是当减振器处于工作模式时，环形磁铁a静止固定在下端，环形磁铁b在竖直方向做往复运动，两磁铁互相吸引设置，螺旋弹簧作为正刚度元件起到支撑负载的作用，环形磁铁b的相对运动产生时变磁场，设置于两环形磁铁之间的铜片受磁场影响产生涡流阻尼效应，抑制环形磁铁b的运动，通过消耗能量的方式减弱负载的振动。该磁阻尼减振器结构紧凑，体积小，能够大幅降低系统的共振峰值，具有良好的缓冲和减振性能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器
本专利技术涉及减振
，特别是涉及一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器。
技术介绍
振动普遍地存在于工程技术与日常生活中，在一些复杂的环境中，振动是影响设备加工和工作精度的主要因素，这一现象正日益受到人们的关注。为此，人们开发了各种各样的减振设备，极大地提高了加工精度和生产效率。传统的被动减振器由参数固定的质量、弹簧、阻尼元件组成，结构简便、可靠，但存在着一些缺点，在一般的工业场合可以达到生产要求，但是对隔离低频和超低频振动的效果并不理想，无法满足人们对于精密设备的需求。于是半主动、主动减振成为人们研究的主要方向。目前，减振器主要分为三种控制方法：被动控制、主动控制、半主动控制。基于被动控制的减振器，其应用最为广泛，结构简单，成本低，通常根据具体工程需求来设计应用。基于主动控制的减振器，其工作原理是通过传感器来实时采集被控对象的信息从而直接提供相同大小的力抵消振动所产生的力，极大地改善了系统的性能，其所需响应快，但需要外部能源供应，成本比较高，在实际生产中应用一般。基于半主动控制的减振器，其减振器是通过传感器来实时采集被控对象的信息以改变自身的固有频率，从而无需消耗很多的能源且能达到很好的减振效果，但是应用具有一定的局限性。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，以解决上述现有技术存在的问题，实现对振动能量的消耗，从而提高减振性能。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：本专利技术提供一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，包括下底板、铝筒、轴承座、活塞轴、阶梯轴、环形磁铁a、环形磁铁b和铜片，所述铝筒的底部与所述下底板固定相连，顶部与所述轴承座相连；所述环形磁铁a嵌套在所述下底板上并位于所述铝筒内侧，所述铝筒沿圆周开设有四个槽口，铜片顶片和铜片底片顺次位于槽口内且两者之间的距离可调，厚度和数量可变的所述铜片固定在所述铜片顶片和铜片底片之间并位于所述铝筒内侧；直线轴承嵌入在所述轴承座上部并通过轴承端盖固定夹紧，所述活塞轴的上端连接有负载，下端依次穿过所述轴承端盖、直线轴承和轴承座后伸入所述铝筒内并与所述阶梯轴连接，所述阶梯轴的中间轴段通过固定轴环安装有所述环形磁铁b；所述下底板上端和阶梯轴下端之前安装有螺旋弹簧，所述环形磁铁a和环形磁铁b相吸安装，所述下底板的底部中心安装有下装夹轴。优选的，所述环形磁铁a静止不动，所述环形磁铁b可在竖直方向做往复运动。优选的，所述环形磁铁a和环形磁铁b的厚度可更换。优选的，四个槽口沿所述铝筒的圆周均布，槽口形状沿竖直方向呈齿条状，每个齿条厚度相同，所述铜片顶片和铜片底片位于槽口的齿槽内，且顶片和底片的外端通过螺钉连接固定，内端用于夹持所述铜片。优选的，所述铝筒、下底板、轴承座和轴承端盖均采用铝合金7075制成，所述活塞轴、阶梯轴、固定轴环和下装夹轴均采用不锈钢材料制成。优选的，所述螺旋弹簧可替换为不同刚度的弹簧。本专利技术相对于现有技术取得了以下技术效果：本专利技术中基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，结构紧凑，强度大，体积小，可产生大阻尼，缓冲和减振效果强等特点，本专利技术采用螺旋弹簧，磁铁和铜片作为阻尼减振器的双减振元件，有效地降低负载的振动。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术结构的立体结构示意图；图2为本专利技术结构另一角度的立体结构示意图；图3为本专利技术结构的正视图；图4为本专利技术结构的俯视图；图5为本专利技术结构剖视图；图6a和6b为本专利技术结构的铝筒的结构示意图；图7为本专利技术结构的铜片顶片；图8为本专利技术结构的铜片底片；图9为本专利技术结构与传统被动结构的频域对比曲线；其中，1下底板；2铜片底片；3铜片；4铜片顶片；5铝筒；6轴承座；7轴承端盖；8负载；9活塞轴；10直线轴承；11阶梯轴；12环形磁铁b；13固定轴环；14螺旋弹簧；15环形磁铁a；16下装夹轴。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，以解决上述现有技术存在的问题，实现对振动能量的消耗，从而提高减振性能。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1-9所示，为了有效地降低振动对人们生活、工作和健康的影响，同时提高精密工程设备仪器的精度，本专利技术提供一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，通过涡流阻尼效应耗散振动能量，有效削减振动的传递，通过设计不同尺寸的零件配置，能够适用多种振动环境。本专利技术中基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，包括：下底板1、环形磁铁a15、铝筒5、铜片底片2、铜片3、铜片顶片4、轴承座6、直线轴承10、轴承端盖7、负载8、活塞轴9、阶梯轴11、环形磁铁b12、固定轴环13、螺旋弹簧14、下装夹轴16、固定螺钉。铝筒5设置于下底座上端，两者通过内六角圆柱头螺钉连接的固定，下装夹轴16设置于下底板1下端，环形磁铁a15设置于下底板1上端中心凸出轴段，铜片3设置于铜片顶片4和铜片底片2之间，铜片顶片4和铜片底片2设置于铝筒5上，轴承座6设置于铝筒5上端，通过内六角圆柱头螺钉固定，直线轴承10设置于轴承座6上端，轴承端盖7设置于轴承座6上端，通过内六角圆柱头螺钉固定，活塞轴9设置于铝筒5内部，与直线轴承10配合，沿竖直方向运动，负载8设置于活塞轴9上端，阶梯轴11设置于活塞轴9下端，环形磁铁b12设置于阶梯轴11上，轴固定环设置于阶梯轴11下端，螺旋弹簧14设置于阶梯轴11下端和下底板1中心凸出轴段之间，起主要承载负载8作用。本专利技术的磁阻尼减振器阻尼产生主要是依靠环形磁铁a15、b，铜片3，螺旋弹簧14来实现的，当减振器处于工作模式时，环形磁铁a15静止固定在下端，环形磁铁b12在竖直方向做往复运动，两磁铁互相吸引设置，螺旋弹簧14作为正刚度元件起到支撑负载8的作用，环形磁铁b12的相对运动产生时变磁场，设置于两环形磁铁之间的铜片3受磁场影响产生涡流阻尼，抑制环形磁铁b12的运动，通过消耗能量的方式减弱负载8的振动。本专利技术具有如下技术特点：本专利技术的磁阻尼减振器，环形磁铁a15静止不动，环形磁铁b12受到外界作用力和环形磁铁a15作用力在竖直方向往复运动，环形磁铁b12的相对运动使铜片3承受时变磁场，从而产生涡流阻尼，方向与环形磁铁b本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，其特征在于：包括下底板、铝筒、轴承座、活塞轴、阶梯轴、环形磁铁a、环形磁铁b和铜片，所述铝筒的底部与所述下底板固定相连，顶部与所述轴承座相连；/n所述环形磁铁a嵌套在所述下底板上并位于所述铝筒内侧，所述铝筒沿圆周开设有四个槽口，铜片顶片和铜片底片顺次位于槽口内且两者之间的距离可调，厚度和数量可变的所述铜片固定在所述铜片顶片和铜片底片之间并位于所述铝筒内侧；直线轴承嵌入在所述轴承座上部并通过轴承端盖固定夹紧，所述活塞轴的上端连接有负载，下端依次穿过所述轴承端盖、直线轴承和轴承座后伸入所述铝筒内并与所述阶梯轴连接，所述阶梯轴的中间轴段通过固定轴环安装有所述环形磁铁b；所述下底板上端和阶梯轴下端之前安装有螺旋弹簧，所述环形磁铁a和环形磁铁b相吸安装，所述下底板的底部中心安装有下装夹轴。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，其特征在于：包括下底板、铝筒、轴承座、活塞轴、阶梯轴、环形磁铁a、环形磁铁b和铜片，所述铝筒的底部与所述下底板固定相连，顶部与所述轴承座相连；
所述环形磁铁a嵌套在所述下底板上并位于所述铝筒内侧，所述铝筒沿圆周开设有四个槽口，铜片顶片和铜片底片顺次位于槽口内且两者之间的距离可调，厚度和数量可变的所述铜片固定在所述铜片顶片和铜片底片之间并位于所述铝筒内侧；直线轴承嵌入在所述轴承座上部并通过轴承端盖固定夹紧，所述活塞轴的上端连接有负载，下端依次穿过所述轴承端盖、直线轴承和轴承座后伸入所述铝筒内并与所述阶梯轴连接，所述阶梯轴的中间轴段通过固定轴环安装有所述环形磁铁b；所述下底板上端和阶梯轴下端之前安装有螺旋弹簧，所述环形磁铁a和环形磁铁b相吸安装，所述下底板的底部中心安装有下装夹轴。


2.根据权利要求1所述的基于涡流效应的单自由度磁阻尼减振器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒲华燕，何文元，吴文江，王敏，罗均，丁基恒，孙翊，柏龙，彭艳，谢少荣，
申请(专利权)人：上海大学，重庆大学，
类型：发明
国别省市：上海;31