一种全阻尼通道有效的磁流变阻尼器的制作方法与工艺

本发明属于阻尼减振技术领域，涉及一种磁流变阻尼器，尤其是涉及一种全阻尼通道有效的磁流变阻尼器。

背景技术：
磁流变阻尼器具有毫秒级响应速度、大控制范围和大阻尼力输出的特点，已成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。目前，磁流变阻尼器已在建筑物及桥梁的减振抗震系统、铁路机车车辆及汽车悬架系统的减振等方面得到广泛应用。磁流变阻尼器是利用磁流变液在磁场的作用下在短时间（毫秒级）内实现液—固两相逆变特性而制造的一种半主动控制装置。根据流体的受力状态和流动特点的不同，磁流变阻尼器主要分为阀式、剪切式、挤压流动式和剪切阀式，其中剪切阀式磁流变阻尼器因其结构形式简单、出力大而得到广泛应用。依据Bingham平板模型，磁流变阻尼器的最大出力跟阻尼通道的有效长度成正比，当阻尼通道总长度一定时，有效长度越大，磁流变阻尼器的最大出力就越大。然而，传统剪切阀式磁流变阻尼器在活塞上开设凹槽，凹槽内缠绕励磁线圈，由于励磁线圈中导线直径及匝数的限制，凹槽通常占活塞全长的1/2以上，由于缠绕励磁线圈凹槽部分的阻尼通道无磁场，因此为无效长度，不仅增大了阻尼器的体积和重量，而且降低了磁流变阻尼器的最大出力，最大出力损失约为50%。

技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种结构设计合理紧凑、阻尼效果好、使用寿命长的全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，其能够降低磁流变阻尼器的体积和重量，增加磁流变阻尼器的最大出力。为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：一种全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，其包括阻尼器缸筒和活塞本体，阻尼器缸筒上下端均设有端盖，活塞本体设置于阻尼器缸筒内且两端对称安装有分别伸出阻尼器缸筒两端盖的活塞杆，活塞杆、活塞本体和阻尼器缸筒的中心轴线重合；活塞本体上、下部沿活塞本体轴心对称设置有圆盘状集线板A，两集线板A外缘之间连接有位于活塞本体侧壁内环形缝隙中的若干根沿活塞本体侧壁圆周方向均匀分布的平行直导线A，两活塞杆中心沿轴线方向均设有导线引出孔，分别与两集线板A连接的两根总内导线经由活塞杆上的导线引出孔引出；阻尼器缸筒上下端的端盖内沿阻尼器缸筒轴心对称设置有圆环状集线板B，两集线板B外缘之间连接有位于阻尼器缸筒侧壁内环形缝隙的若干根沿阻尼器缸筒侧壁圆周方向均匀分布的平行直导线B，分别与两集线板B连接的两根总外导线经由端盖伸出；阻尼器缸筒与活塞杆、活塞本体之间的空间形成腔室，腔室内充满磁流变液，阻尼器缸筒与活塞本体之间的环形间隙为阻尼通道。所述的全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，其集线板A、集线板B均为双面绝缘集线板。所述的全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，其阻尼器缸筒、活塞本体均由导磁材料制成。所述的全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，其阻尼器缸筒上下端的端盖内壁开设有环形凹槽，圆环状集线板B黏结在环形凹槽内。由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：该全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，其能够在整个阻尼通道长度内产生垂直于阻尼通道长度的环形磁场，并且产生的磁场集中位于阻尼通道内，阻尼通道外的磁场强度非常小，大大增强了阻尼通道内的磁场强度，使磁流变阻尼器的结构设计更加合理紧凑；由于阻尼通道内的环形磁场方向与磁流变液的流动方向垂直，能有效改变磁流变液的剪切屈服强度，因而实现了阻尼通道全长度有效，最大限度地提高了磁流变阻尼器的最大出力，并降低磁流变阻尼器的体积和重量。附图说明图1是用本发明全阻尼通道有效的磁流变阻尼器的结构示意图；图2是图1的“A－A”向剖面示意图；图3是图1中的集线板A的结构示意图；图4是图1中的集线板B的结构示意图；图中：1－总外导线；2－总内导线；3－导线引出孔；4－活塞杆；5－端盖；6－集线板B；7－直导线B；8－阻尼器缸筒；9－直导线A；10－活塞本体；11－阻尼通道；12－集线板A；13－腔室；14－磁场方向；15－接线孔A；16－接线孔B。具体实施方式下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。如图1、2、3、4所示，该全阻尼通道有效的磁流变阻尼器，其包括阻尼器缸筒8和活塞本体10，阻尼器缸筒上下端均通过螺栓固定连接有端盖5，活塞本体设置于阻尼器缸筒内且两端对称安装有分别伸出阻尼器缸筒两端盖的活塞杆4，活塞杆与活塞本体通过螺栓固定连接，活塞杆、活塞本体和阻尼器缸筒的中心轴线重合；活塞本体上、下部沿活塞本体轴心对称设置有圆盘状集线板A12，集线板A直径略小于活塞本体直径，两集线板A外缘沿圆周方向均匀分布有若干个接线孔A15，若干根沿活塞本体侧壁圆周方向均匀分布的平行直导线A9两端连接在两集线板A上的接线孔A中，上述多根直导线A位于活塞本体侧壁内纵向设有的环形缝隙内，两活塞杆中心沿轴线方向均设有导线引出孔3，分别与两集线板A12连接的两根总内导线2经由集线板A中央的接线孔B16、活塞杆上的导线引出孔3引出；阻尼器缸筒上下端的端盖内沿阻尼器缸筒轴心对称设置有圆环状集线板B6，两集线板B外缘沿圆周方向均匀分布有若干个接线孔A15，若干根沿阻尼器缸筒侧壁圆周方向均匀分布的平行直导线B6两端连接在两集线板B上的接线孔A中，上述多根直导线B位于阻尼器缸筒侧壁内纵向设有的环形缝隙内，分别与两集线板B6连接的两根总外导线1经由集线板B上的接线孔B16、端盖5伸出；阻尼器缸筒8与活塞杆4、活塞本体10之间的空间形成腔室13，腔室内充满磁流变液，阻尼器缸筒8与活塞本体10之间的环形间隙为阻尼通道11。上述的集线板A、集线板B均为双面绝缘集线板。上述的阻尼器缸筒、活塞本体均由导磁材料制成。上述的阻尼器缸筒上下端的端盖内壁开设有环形凹槽，圆环状集线板B黏结在环形凹槽内。本发明全阻尼通道有效的磁流变阻尼器的工作原理：首先将两根总内导线2的上、下端分别与直流电源的正、负极相连，直流电流通过活塞本体10上部的总内导线流入，流经活塞本体上部的圆盘状集线板A12时被平均分配到活塞本体内圆周方向分布的直导线A9中，直导线A中有电流时，便会在直导线A的整个长度上产生以直导线A为中心的圆形磁场，由于多根直导线A沿活塞本体圆周环形布置，因此便会在阻尼通道11的整个长度内产生环形磁场，直导线A中的电流最终通过活塞本体下部的集线板A汇集到活塞本体10下部的总内导线的下端，最后流入直流电源的负极。同理，将阻尼器缸筒上下部的两根总外导线1的两端分别与直流电源的负、正极相连，亦会在阻尼通道11的整个长度内产生环形磁场。由于直导线A9和直导线B7分别位于环形阻尼通道的内、外两侧，输入的电流方向相反，因此二者在环形阻尼通道内产生的磁场方向14一致，且能够相互叠加。当活塞杆4沿轴向方向上下运动时，阻尼通道11内磁流变液的流动方向与环形磁场的方向相互垂直，因而能有效改变磁流变液的剪切屈服强度，实现了阻尼通道全长度有效，最大限度地提高了磁流变阻尼器的最大出力，并降低了磁流变阻尼器的体积和质量。以上所述仅为本发明的较佳实施方式，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。