【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及磁流变减振，特别涉及一种摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器。
技术介绍
1、在常用的机械设备中，由于存在各种运动部件，因此往往会面临各种振动问题，严重时可能会导致机械设备的实效和损坏。磁流变阻尼器是一种将部分或者全部耗能介质替换为磁流变材料的新型阻尼器，具有能耗较低、响应快、阻尼连续可调等优点，在汽车减振、建筑隔振、飞机抗振系统等振动抑制领域得到了广泛的应用，具有良好的发展前景。
2、目前，常规的磁流变阻尼器大多在内部设置了励磁线圈，通过改变通入线圈的电流大小来改变磁场的强弱，从而改变磁流变材料的特性，完成阻尼器输出力值的控制。针对某些特殊环境，常常很难甚至无法提供控制磁流变阻尼器所需的电源，这导致常规的磁流变阻尼器只能工作在被动状态下，阻尼器的输出力无法调控，并且实际使用过程中励磁线圈容易发生短路或断路，随着工作电流的长时间输入，阻尼器内部严重受热，容易导致其工作性能大大降低。此外常规的磁流变阻尼器往往采用磁流变液作为其工作介质，这就对阻尼器的密封性能要求较高，同时磁流变液的耐久性较差，其内部的铁磁颗粒容易发生沉降，进而导致磁流变阻尼器的力学性能下降。
3、因此，为了解决常规磁流变阻尼器需要额外外接电源、使用过程受热严重、磁流变液易发生泄露和颗粒沉降等问题，同时基于磁流变复合材料和剪切工作模式，提出一种摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术基于磁流变复合材料和剪切工作模式，提出的一种摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器
2、本专利技术针对上诉问题可通过以下技术方案来实现：
3、一种摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，包括缸体、活塞杆和活塞总成，所述缸体包括轴向两端开口的缸筒和分别连接于缸筒开口上的端盖，所述活塞总成滑动设置于所述缸筒内，所述活塞杆的连接端与所述活塞总成连接且活塞杆的自由端沿轴向穿出所述端盖，所述活塞总成包括设置在所述活塞杆连接端的活塞端盖以及若干个沿周向分布在所述活塞端盖上的阻尼组件，所述阻尼组件用于在所述活塞总成滑动时与所述缸筒内壁配合输出阻尼力，所述阻尼组件的连接端与所述活塞端盖铰接，所述阻尼组件的自由端可被驱动地朝远离缸筒内壁的方向移动；
4、还包括设置于缸筒内的调节组件，所述调节组件用于驱动阻尼组件的自由端绕铰接点朝远离缸筒内壁的方向摆动以实现调节所述阻尼组件与所述缸筒内壁之间的间隙大小。
5、进一步，所述阻尼组件包括磁体和磁流变复合材料，所述磁体用于为所述磁流变复合材料提供励磁磁场，所述磁流变复合材料位于所述磁体和缸筒内壁之间且在励磁磁场作用下能够为活塞总成的相对滑动产生阻尼力。
6、进一步，所述磁体包括导磁瓦和扇形磁瓦，所述导磁瓦的连接端通过销轴与所述活塞端盖铰接，所述扇形磁瓦设置在导磁瓦的外侧表面上，所述磁流变复合材料设置在所述扇形磁瓦外侧表面上。
7、进一步，所述扇形磁瓦通过径向向外充磁形成向外充磁的扇形磁瓦或通过径向向内充磁形成向内充磁的扇形磁瓦，多个所述向外充磁的扇形磁瓦和多个所述向内充磁的扇形磁瓦交错布置以形成在径向方向上垂直于磁流变复合材料的励磁磁场。
8、进一步，所述活塞端盖在所述阻尼组件的内侧还设置有固定套筒，所述调节组件包括可绕自身轴线转动的丝杆、用于驱动所述丝杆转动的调节轴以及套设在所述丝杆上的丝杆套筒，所述丝杆的一侧端部设置在所述固定套筒内部且与固定套筒的内壁之间设置有支撑轴承并通过支撑轴承形成转动配合，所述丝杆的另一侧端部伸出所述固定套筒并在端部外侧设有螺纹段，所述丝杆套筒套设于所述螺纹段并与所述丝杆螺纹连接；
9、所述丝杆为中空的管状杆且内部设置有内花键，所述调节轴与所述丝杆的连接端设置有外花键，所述调节轴与所述丝杆的连接端插入所述丝杆内部并通过外花键与丝杆内部的内花键连接传动。
10、进一步，所述导磁瓦的自由端设置有作用端向内布置的外锥面顶块，所述丝杆套筒的外表面上沿周向设置有若干用于与所述外锥面顶块配合的内锥孔顶锥，所述内锥孔顶锥与所述外锥面顶块通过内外圆锥面形成的线接触进行传动；
11、当丝杆被驱动绕自身轴线转动时，所述丝杆套筒在丝杆的螺纹段上作直线运动，并使所述内锥孔顶锥与所述导磁瓦上外锥面顶块进行线接触，以驱动导磁瓦的自由端绕铰接点朝远离缸筒内壁的方向摆动。
12、进一步，所述调节组件还包括与所述调节轴垂直相交的调节扳手，所述调节扳手的调节端穿过所述调节孔伸出所述套筒，所述调节孔为沿周向开设在所述套筒上的条形孔，通过拨动所述调节扳手沿所述调节孔转动以驱动所述调节轴的转动进而实现转动丝杆。
13、进一步，所述调节组件包括套设于所述活塞杆的滑动套筒和用于驱动所述滑动套筒在所述活塞杆上做直线位移的调节扳手，所述活塞杆的自由端设置有螺纹段，所述调节扳手与所述活塞杆垂直相交且与螺纹段螺纹配合，所述导磁瓦的自由端沿轴向向外延伸形成有外圆锥面，所述滑动套筒在与所述导磁瓦的配合端沿轴向向内凹陷形成有与外圆锥面线接触的内圆锥面；
14、通过拨动所述调节扳手在所述活塞杆上的螺纹段做直线运动，以驱动所述活动套筒在所述活塞杆上朝进入缸筒内部的方向位移，进而使所述滑动套筒上的内圆锥面与所述导磁瓦上的外圆锥面进行线接触，以驱动导磁瓦的自由端绕铰接点朝远离缸筒内壁的方向摆动。
15、进一步，所述导磁瓦与所述活塞杆之间还设置有复位弹簧，所述复位弹簧用于为所述导磁瓦提供回弹力进行复位。
16、进一步，所述端盖与所述活塞杆之间还设置有导向件，所述导向件用于与端盖共同起导向和支撑活塞杆的作用；
17、所述活塞杆的自由端固定设置有一吊耳，所述缸筒在所述活塞杆伸出缸筒的对侧端盖外侧固定设置有一吊耳。
18、本专利技术的有益效果是：
19、1)本专利技术中的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，通过采用永磁体代替通电线圈产生工作磁场，结构较为简单，适用于长时间工作，且能耗小；
20、2)本专利技术通过将无纺布浸没在磁流变液中并制备得到磁流变复合材料，提升磁流变效应，并且将磁流变复合材料贴附在扇形磁瓦外表面，极大地增加了磁流变材料的剪切面积，使得输出阻尼力增大；
21、3)本专利技术中的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器的输出阻尼力机械可调，能够通过扳动调节扳手，调整摆动组件与缸筒内壁间的摆动间隙，进而改变磁流变复合材料在工作区域受到的磁场强度和有效作用体积，进而实现阻尼机械可调特性；
22、4)本专利技术中的磁流变复合材料，通过采用无纺布作为基体的磁流变复合材料代替传统磁流变液体介质，以简化阻尼器的密封结构，同时磁流变复合材料的抗沉降性能好。
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1.一种摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：包括缸体、活塞杆和活塞总成，所述缸体包括轴向两端开口的缸筒和分别连接于缸筒开口上的端盖，所述活塞总成滑动设置于所述缸筒内，所述活塞杆的连接端与所述活塞总成连接且活塞杆的自由端沿轴向穿出所述端盖，所述活塞总成包括设置在所述活塞杆连接端的活塞端盖以及若干个沿周向分布在所述活塞端盖上的阻尼组件，所述阻尼组件用于在所述活塞总成滑动时与所述缸筒内壁配合输出阻尼力，所述阻尼组件的连接端与所述活塞端盖铰接，所述阻尼组件的自由端可被驱动地朝远离缸筒内壁的方向移动；
2.根据权利要求1所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼组件包括磁体和磁流变复合材料，所述磁体用于为所述磁流变复合材料提供励磁磁场，所述磁流变复合材料位于所述磁体和缸筒内壁之间且在励磁磁场作用下能够为活塞总成的相对滑动产生阻尼力。
3.根据权利要求2所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述磁体包括导磁瓦和扇形磁瓦，所述导磁瓦的连接端通过销轴与所述活塞端盖铰接，所述扇形磁瓦设置在导磁瓦的外侧表面上，所述磁流变复合材料设置在所述扇
4.根据权利要求3所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述扇形磁瓦通过径向向外充磁形成向外充磁的扇形磁瓦或通过径向向内充磁形成向内充磁的扇形磁瓦，多个所述向外充磁的扇形磁瓦和多个所述向内充磁的扇形磁瓦交错布置以形成在径向方向上垂直于磁流变复合材料的励磁磁场。
5.根据权利要求4所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞端盖在所述阻尼组件的内侧还设置有固定套筒，所述调节组件包括可绕自身轴线转动的丝杆、用于驱动所述丝杆转动的调节轴以及套设在所述丝杆上的丝杆套筒，所述丝杆的一侧端部设置在所述固定套筒内部且与固定套筒的内壁之间设置有支撑轴承并通过支撑轴承形成转动配合，所述丝杆的另一侧端部伸出所述固定套筒并在端部外侧设有螺纹段，所述丝杆套筒套设于所述螺纹段并与所述丝杆螺纹连接；
6.根据权利要求5所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述导磁瓦的自由端设置有作用端向内布置的外锥面顶块，所述丝杆套筒的外表面上沿周向设置有若干用于与所述外锥面顶块配合的内锥孔顶锥，所述内锥孔顶锥与所述外锥面顶块通过内外圆锥面形成的线接触进行传动；
7.根据权利要求5所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述调节组件还包括与所述调节轴垂直相交的调节扳手，所述调节扳手的调节端穿过所述调节孔伸出所述套筒，所述调节孔为沿周向开设在所述套筒上的条形孔，通过拨动所述调节扳手沿所述调节孔转动以驱动所述调节轴的转动进而实现转动丝杆。
8.根据权利要求4所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述调节组件包括套设于所述活塞杆的滑动套筒和用于驱动所述滑动套筒在所述活塞杆上做直线位移的调节扳手，所述活塞杆的自由端设置有螺纹段，所述调节扳手与所述活塞杆垂直相交且与螺纹段螺纹配合，所述导磁瓦的自由端沿轴向向外延伸形成有外圆锥面，所述滑动套筒在与所述导磁瓦的配合端沿轴向向内凹陷形成有与外圆锥面线接触的内圆锥面；
9.根据权利要求8所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述导磁瓦与所述活塞杆之间还设置有复位弹簧，所述复位弹簧用于为所述导磁瓦提供回弹力进行复位。
10.根据权利要求4所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述端盖与所述活塞杆之间还设置有导向件，所述导向件用于与端盖共同起导向和支撑活塞杆的作用；
...【技术特征摘要】
1.一种摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：包括缸体、活塞杆和活塞总成，所述缸体包括轴向两端开口的缸筒和分别连接于缸筒开口上的端盖，所述活塞总成滑动设置于所述缸筒内，所述活塞杆的连接端与所述活塞总成连接且活塞杆的自由端沿轴向穿出所述端盖，所述活塞总成包括设置在所述活塞杆连接端的活塞端盖以及若干个沿周向分布在所述活塞端盖上的阻尼组件，所述阻尼组件用于在所述活塞总成滑动时与所述缸筒内壁配合输出阻尼力，所述阻尼组件的连接端与所述活塞端盖铰接，所述阻尼组件的自由端可被驱动地朝远离缸筒内壁的方向移动；
2.根据权利要求1所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述阻尼组件包括磁体和磁流变复合材料，所述磁体用于为所述磁流变复合材料提供励磁磁场，所述磁流变复合材料位于所述磁体和缸筒内壁之间且在励磁磁场作用下能够为活塞总成的相对滑动产生阻尼力。
3.根据权利要求2所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述磁体包括导磁瓦和扇形磁瓦，所述导磁瓦的连接端通过销轴与所述活塞端盖铰接，所述扇形磁瓦设置在导磁瓦的外侧表面上，所述磁流变复合材料设置在所述扇形磁瓦外侧表面上。
4.根据权利要求3所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述扇形磁瓦通过径向向外充磁形成向外充磁的扇形磁瓦或通过径向向内充磁形成向内充磁的扇形磁瓦，多个所述向外充磁的扇形磁瓦和多个所述向内充磁的扇形磁瓦交错布置以形成在径向方向上垂直于磁流变复合材料的励磁磁场。
5.根据权利要求4所述的摆动间隙可调式无源磁流变阻尼器，其特征在于：所述活塞端盖在所述阻尼组件的内侧还设置有固定套筒，所述调节组件包括可绕自身轴线转动的丝杆、用于驱动所述丝杆转动的调节轴以及套设在所述丝杆上的丝杆套筒，所...
【专利技术属性】
技术研发人员：董小闵，欧阳健国，赵军鑫，吴昊，耿涛，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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