大阻尼力磁流变阻尼器的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种大阻尼力磁流变阻尼器，涉及通过改变流体粘稠性调整阻尼性质的装置【技术领域】。包括阻尼缸筒、活塞、活塞杆、线圈组件和磁流变液，所述阻尼缸筒包括缸底、浮动活塞、上盖、内层缸筒和外层缸筒，所述外层缸筒设有三个以上且为奇数个，外层缸筒之间间隔设置，所述内层缸筒的下端部设有通流孔，上盖设有通流腔，所述通流腔的一端与内层缸筒内腔连通，通流腔的另一端与最外侧的两个外层缸筒之间的磁流变液通道连通，除最外侧的外层缸筒外，其余外层缸筒均设有通流孔，活塞在内层缸筒的通流孔与上盖之间做往复运动时，磁流变液依次流经内层缸筒与外层缸筒间隔设置的多个环状通道。所述阻尼器具有外形尺寸小，阻尼力大的特点。
【专利说明】大阻尼力磁流变阻尼器
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过改变流体粘稠性调整阻尼性质的装置【技术领域】。
【背景技术】
[0002]磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型阻尼器，具有温度适应性强、响应速度快、体积小、阻尼力调节范围宽和能耗低等优点，是一种理想的半主动控制阻尼器件，在振动控制领域具有广泛的应用前景。
[0003]常见的磁流变阻尼器线圈置于工作缸内，活塞上设置环状通道或者活塞与缸体之间设置环状通道，工作时磁流变液从环状通道流过产生阻尼力。电磁线圈通电时环状通道内产生垂直于磁流变液流动方向的磁场，调节磁场强度就可以控制磁流变液流变特性，改变流动阻力，实现磁流变阻尼器的阻尼力调节，当磁场达到饱和时，磁流变阻尼器的阻尼力达到最大。要提高上述结构磁流变阻尼器的最大阻尼力可以通过增大缸体内径、减小环状通道间隙和采用多级活塞等措施，但会带来以下几点缺陷:(1)增大缸体内径会使磁流变阻尼器的外形尺寸增大；(2)减小环状通道间隙会显著增加零磁场时的阻尼力，影响振动控制效果；(3)采用多级活塞结构提高阻尼力时，会增大活塞的轴向尺寸，在安装尺寸一定的情况下，会减小活塞的有效行程。
[0004]申请号为201210172222.2的专利文献公开了一种线圈组件装拆方便的磁流变阻尼器，但是上述专利文件存在的缺点在于:当需要较大的阻尼力时，外形尺寸也会增大。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是提供一种大阻尼力磁流变阻尼器，所述阻尼器具有外形尺寸小，阻尼力大特点。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是:一种大阻尼力磁流变阻尼器，包括阻尼缸筒、活塞、活塞杆、线圈组件和磁流变液，所述线圈组件固定在所述阻尼缸筒的外侧，所述阻尼缸筒包括缸底、浮动活塞、上盖、内层缸筒和外层缸筒，所述浮动活塞、上盖和内层缸筒间形成磁流变液腔，所述内层缸筒与多个外层缸筒间设置磁流变液通道，所述缸底、浮动活塞和内层缸筒之间形成气体蓄能腔，用于补偿活塞杆伸缩时磁流变液腔的体积变化，其特征在于:
所述外层缸筒设有三个以上且为奇数个，所述内层缸筒的下端部设有通流孔，上盖上设有通流腔，外层缸筒之间间隔设置，所述通流腔的一端与内层缸筒内腔连通，通流腔的另一端与最外侧两个外层缸筒之间的磁流变液通道连通，除最外侧的外层缸筒外，其余外层缸筒均设有通流孔，活塞在内层缸筒的通流孔与上盖之间做往复运动，当活塞向上运动时，磁流变液依次流经上盖的通流腔及外层缸筒间设置的环状通道，而后流经内层缸筒与外层缸筒之间的环状通道，再经内层缸筒的通流孔进入内层缸筒的下腔，所述内层缸筒和外层缸筒上均设有导磁段。
[0007]进一步的技术方案在于:所述外层缸筒设有三个，分别为第一外层缸筒、第二外层缸筒和第三外层缸筒；第一外层缸筒的上端部为不导磁段，下端部为不导磁段，中部为导磁段和不导磁段间隔设置的结构；第二外层缸筒的上端部为不导磁段，下端部为不导磁段，中部为导磁段和不导磁段间隔设置的结构；第三外层缸筒上端部为不导磁段，下端部为不导磁段，中部为导磁段和不导磁段间隔设置的结构；第一外层缸筒、第二外层缸筒和第三外层缸筒的导磁段和不导磁段之间焊接连接。
[0008]进一步的技术方案在于:所述第一外层缸筒的通流孔设置于上端部；所述第二外层缸筒的通流孔设置于下端部；所述第三外层缸筒的侧壁是封闭的。
[0009]进一步的技术方案在于:所述线圈组件包括导磁套筒、导磁环、电磁线圈和线圈缠绕体，若干个电磁线圈位于所述线圈缠绕体的外侧，电磁线圈之间通过导磁环进行分隔，导磁套筒、两个导磁环和线圈缠绕体之间形成的环状腔体结构将单个电磁线圈封闭，所述线圈组件上、下端部的导磁环与所述线圈缠绕体固定连接，所述导磁套筒上设有电磁线圈引出孔，相邻电磁线圈串联连接。
[0010]进一步的技术方案在于:所述线圈组件上、下端部的导磁环设有螺纹通孔，所述线圈缠绕体的上、下端部设有光孔，线圈组件通过紧固螺钉穿过螺纹通孔及光孔与阻尼缸筒固定连接。
[0011]进一步的技术方案在于:所述线圈缠绕体的结构与第一外层缸筒、第二外层缸筒和第三外层缸筒的中部结构相对应，线圈缠绕体为导磁段与不导磁段间隔设置的焊接结构，线圈缠绕体上的导磁段和不导磁段的长度与外层缸筒上的导磁段和不导磁段的长度分
别一致。
[0012]进一步的技术方案在于:所述内层缸筒、第一外层缸筒的导磁段、第二外层缸筒的导磁段、第三外层缸筒的导磁段、线圈缠绕体的导磁段、导磁环和导磁套筒的制作材料为高磁导率软磁材料，第一外层缸筒、第二外层缸筒、第三外层缸筒和线圈缠绕体的不导磁段米用不导磁材料制作。
[0013]采用上述技术方案所产生的有益效果在于:所述阻尼器上的外层缸筒设有若干个，电磁线圈通电时，会在内层缸筒、各外层缸筒上导磁段位置间隔设置的磁流变液通道内产生有效的磁场，形成磁流变效应，活塞运动时，磁流变液要通过各层缸筒之间的多个环状通道上下蛇形流动，会产生较大的阻尼力；同时所述阻尼器的外径尺寸变化不大，因而设计大阻尼力磁流变阻尼器时，本方案的外形尺寸较小。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和【具体实施方式】对本发明作进一步详细的说明。
[0015]图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中阻尼缸筒的剖视结构示意图；
图3是图1中内层缸筒的剖视结构示意图；
图4是图1中第一外层缸筒的剖视结构示意图；
图5是图1中第二外层缸筒的剖视结构示意图；
图6是图1中第三外层缸筒的剖视结构示意图；
图7是图1中上盖的剖视结构示意图；
图8是图1中线圈组件的剖视结构示意图； 图9是图8中线圈缠绕体的剖视结构示意图；
图10是图8中导磁套筒的剖视结构示意图；
图11是图8中线圈组件端部导磁环的剖视结构示意图；
图12是本发明中磁路形成原理图；
其中:1、缸底耳环2、缸底3、缸底密封4、浮动活塞5、浮动活塞密封6、活塞7、活塞密封8、活塞杆9、上盖91、通流腔10、上盖密封11、活塞杆耳环12、内层缸筒13、第一外层缸筒14、第二外层缸筒15、第三外层缸筒16、线圈组件161、线圈缠绕体1613、光孔162、电磁线圈163、导磁环1631、螺纹通孔164、导磁套筒1641、电磁线圈引出孔165、紧固螺钉 121 ;131 ;141、通流孑L 133 ;143 ;152 ;1612、导磁段 132 ；134 ；135 ；142 ；144 ；145 ；151 ；153 ；154 ;1611、不导磁段。
【具体实施方式】
[0016]下面结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域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，都属于本发明保护的范围。
[0017]下面的描述阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
实施例
[0018]如图1、2所示，一种大阻尼力磁流变阻尼器，包括阻尼缸筒、活塞6、活塞杆8、线圈组件16和磁流变液，所述线圈组件16固定在所述阻尼缸筒的外侧，所述阻尼缸筒包括缸底
2、浮动活塞4、上盖9、内层缸筒12和外层缸筒，所述浮动活塞4、上盖9和内层缸筒12间形成磁流变液腔，所述阻尼缸筒设有磁流变液流动通道，缸底2、浮动活塞4和内层缸筒12之间形成气体蓄能腔，用于补偿活塞杆8伸缩时磁流变液腔的体积变化，以上内容是与现有技术相同的，在此不作赘述。
[0019]本发明不同于现有技术的特征在于:所述外层缸筒设有三个以上且为奇数个，比如可以为三个、五个或七个等等，在本实施例中，如图2所示，所述外层缸筒设有三个。如图3所示，所述内层缸筒12的下端部设有通流孔121，如图7所示，上盖9设有通流腔91，外层缸筒之间间隔设置，所述通流腔91的一端与内层缸筒内腔连通，通流腔91的另一端与最外侧的两个外层缸筒之间的磁流变液通道连通，除最外侧的外层缸筒外，其余外层缸筒均设有通流孔，活塞6在内层缸筒12的通流孔121与上盖9之间做往复运动。
[0020]当活塞6向上运动时，活塞6上部的磁流变液通过上盖9上的通流腔91流到第三外层缸筒15与第二外层缸筒14之间的磁流变液通道中，然后磁流变液通过第二外层缸筒14下端部的通流孔141流向第二外层缸筒14与第一外层缸筒13之间的磁流变液通道中，然后磁流变液通过第一外层缸筒13上端部的通流孔131流向第一外层缸筒13与内层缸筒12之间的磁流变液通道中，最后磁流变液通过内层缸筒12下端部的通流孔121流向活塞6与浮动活塞4之间的磁流变液腔内；当活塞6向下运动时，磁流变液的流向与活塞6向上运动时的流向相反。
[0021]如图4所示，第一外层缸筒13的上端部为不导磁段132，下端部为不导磁段135，中部为导磁段133和不导磁段134间隔设置的结构；如图5所示，第二外层缸筒14的上端部为不导磁段142，下端部为不导磁段145，中部为导磁段143和不导磁段144间隔设置的结构；如图6所示，第三外层缸筒15上端部为不导磁段151，下端部为不导磁段154，中部为导磁段152和不导磁段153间隔设置的结构；第一外层缸筒13、第二外层缸筒14和第三外层缸筒15的导磁段和不导磁段之间焊接连接。如图4、5、6所示，所述第一外层缸筒13的通流孔131设置于上端部；所述第二外层缸筒14的通流孔141设置于下端部；所述第三外层缸筒15的侧壁是封闭的,用于封闭磁流变液。
[0022]如图8、10所示，所述线圈组件16包括线圈缠绕体161、电磁线圈162、导磁环163和导磁套筒164，若干个电磁线圈162位于所述线圈缠绕体161的外侧，相邻的电磁线圈162通过导磁环163分隔，导磁套筒164、两个导磁环163和线圈缠绕体161之间形成的环状腔体结构将单个电磁线圈162封闭，所述线圈组件16上、下端部的导磁环163通过紧固螺钉165与所述线圈缠绕体161固定连接，在所述导磁套筒164上设有电磁线圈引出孔1641，相邻电磁线圈串联连接。
[0023]如图9所示，所述线圈缠绕体161的结构与第一外层缸筒13、第二外层缸筒14和第三外层缸筒15的中部结构相对应,线圈缠绕体161为导磁段1612与不导磁段1611间隔设置的焊接结构，线圈缠绕体161上的导磁段1612和不导磁段1611的长度与外层缸筒上的导磁段和不导磁段的长度分别一致。
[0024]如图9、11所示,所述线圈组件16上、下端部的导磁环163上设有螺纹通孔1631,所述线圈缠绕体161的上、下端部设有光孔1613，线圈组件16通过紧固螺钉165穿过螺纹通孔1631、光孔1613与阻尼缸筒固定连接。
[0025]在本发明中，内层缸筒12、第一外层缸筒13的导磁段133、第二外层缸筒14的导磁段143、第三外层缸筒15的导磁段152、线圈缠绕体161的导磁段1612、导磁环163和导磁套筒164的制作材料为高磁导率软磁材料，第一外层缸筒13、第二外层缸筒14、第三外层缸筒15和线圈缠绕体161的不导磁段采用不导磁材料制作。
[0026]如图12所示，所述阻尼器上的外层缸筒设有若干个，电磁线圈通电时，会在内层缸筒、各外层缸筒上的导磁段位置间隔设置的多个磁流变液通道内产生有效的磁场，形成磁流变效应，活塞运动时，磁流变液要通过各层缸筒之间的多个环状通道流动，会产生较大的阻尼力。
【权利要求】
1.一种大阻尼力磁流变阻尼器，包括阻尼缸筒、活塞(6)、活塞杆(8)、线圈组件(16)和磁流变液，所述线圈组件(16)固定在所述阻尼缸筒的外侧，所述阻尼缸筒包括缸底(2)、浮动活塞(4)、上盖(9)、内层缸筒(12)和外层缸筒，所述浮动活塞(4)、上盖(9)和内层缸筒(12)间形成磁流变液腔，所述内层缸筒与外层缸筒间设置多个磁流变液流动通道，缸底(2)、浮动活塞(4)和内层缸筒(12)之间形成气体蓄能腔，用于补偿活塞杆(8)伸缩时磁流变液腔的体积变化，其特征在于: 所述外层缸筒设有三个以上且为奇数个，所述内层缸筒(12)的下端部设有通流孔(121)，上盖(9)设有通流腔(91)，外层缸筒之间间隔设置，所述通流腔(91)的一端与内层缸筒(12)的内腔连通，通流腔(91)的另一端与最外侧两个外层缸筒之间的磁流变液通道连通，除最外侧的外层缸筒外，其余外层缸筒均设有通流孔，活塞(6 )在内层缸筒(12 )的通流孔(121)与上盖(9 )之间做往复运动，当活塞向上运动时，磁流变液经通流腔(91)依次流经外层缸筒间设置的环状通道，而后流经内层缸筒(12)与外层缸筒之间的环状通道，再经内层缸筒(12)的通流孔(121)进入内层缸筒(12)的下腔，所述内层缸筒(12)和外层缸筒上均设有导磁段。
2.根据权利要求1所述的大阻尼力磁流变阻尼器，其特征在于:所述外层缸筒设有三个，分别为第一外层缸筒(13)、第二外层缸筒(14)和第三外层缸筒(15);第一外层缸筒(13)的上端部为不导磁段(132)，下端部为不导磁段(135)，中部为导磁段(133)和不导磁段(134)间隔设置的结构；第二外层缸筒(14)的上端部为不导磁段(142)，下端部为不导磁段(145)，中部为导磁段 (143)和不导磁段(144)间隔设置的结构；第三外层缸筒(15)上端部为不导磁段(151)，下端部为不导磁段(154)，中部为导磁段(152)和不导磁段(153)间隔设置的结构；第一外层缸筒(13)、第二外层缸筒(14)和第三外层缸筒(15)的中部导磁段和中部不导磁段的长度分别相同；第一外层缸筒(13)、第二外层缸筒(14)和第三外层缸筒(15)导磁段和不导磁段之间焊接连接。
3.根据权利要求2所述的大阻尼力磁流变阻尼器，其特征在于:所述第一外层缸筒(13)的通流孔(131)设置于上端部；所述第二外层缸筒(14)的通流孔(141)设置于下端部；所述第三外层缸筒(15)的侧壁是封闭的。
4.根据权利要求3所述的大阻尼力磁流变阻尼器，其特征在于:所述线圈组件(16)包括线圈缠绕体(161 )、电磁线圈(162)、导磁环(163)和导磁套筒(164),若干个电磁线圈(162)位于所述线圈缠绕体(161)的外侧，相邻的电磁线圈(162)通过导磁环(163)分隔，导磁套筒(164)、两个导磁环(163)和线圈缠绕体(161)之间形成的环状腔体结构将单个电磁线圈(162)封闭，所述线圈组件(16)上、下端部的导磁环(163)与所述线圈缠绕体(161)通过紧固螺钉(165)固定连接，所述导磁套筒(164)上设有电磁线圈引出孔(1641)，相邻的电磁线圈(162)串联连接。
5.根据权利要求4所述的大阻尼力磁流变阻尼器，其特征在于:所述线圈组件(16)上、下端部的导磁环(163)上设有螺纹通孔(1631 )，所述线圈缠绕体(161)的上、下端部设有光孔(1613)，线圈组件(16)通过紧固螺钉(165)穿过螺纹通孔(1631)、光孔(1613)与阻尼缸筒固定连接。
6.根据权利要求4所述的大阻尼力磁流变阻尼器，其特征在于:所述线圈缠绕体(161)的结构与第一外层缸筒(13)、第二外层缸筒(14)和第三外层缸筒(15)的中部结构相对应，线圈缠绕体(161)为导磁段(1612)与不导磁段(1611)间隔设置的焊接结构，线圈缠绕体(161)上的导磁段(1612)和不导磁段(1611)的长度与外层缸筒上导磁段和不导磁段的长度分别一致。
7.根据权利要求6所述的大阻尼力磁流变阻尼器，其特征在于:内层缸筒(12)、第一外层缸筒(13)的导磁段(133)、第二外层缸筒(14)的导磁段(143)、第三外层缸筒(15)的导磁段(152)、线圈缠绕体(161)的导磁段(1612)、导磁环(163)和导磁套筒(164)的制作材料为高磁导率软磁材料，第一外层缸筒(13)、第二外层缸筒(14)、第三外层缸筒(15)和线圈缠绕体(161 )的不导磁段采用不导磁材料制作。
【文档编号】F16F9/32GK104033525SQ201410291958
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月26日 优先权日:2014年6月26日
【发明者】邢海军, 郝瑞晓, 杨绍普, 申永军, 王春杰, 杜阿雷, 潘存治, 高国生, 陈恩利, 李黎阳 申请人:石家庄铁道大学