一种具有三维螺旋液流通道的磁流变阻尼器的制作方法

本实用新型涉及一种磁流变阻尼器，尤其涉及一种具有三维螺旋液流通道的磁流变阻尼器。

背景技术：

磁流变阻尼器是基于磁流变液可控特性的一种新型半主动阻尼器件。它主要是通过给阻尼器活塞绕线槽内的励磁线圈施加一定大小的电流，产生磁场使得流经液流通道内的磁流变液的屈服强度发生变化，从而动态改变输出阻尼力。磁流变阻尼器可对运动产生阻力，并用来耗散运动的能量。在其工作范围内具有响应速度快、结构简单、体积小、容易控制和能耗低等优点；是一种理想的隔振、抗震装置；在建筑、机械、军工等方面具有广泛应用前景。

传统的磁流变阻尼器在活塞头绕线槽内缠绕励磁线圈，阻尼间隙内大部分磁场均平行于磁流变液通道，有效磁场作用范围只出现在液流通道左、右端部与磁流变液通道垂直的区域内，因此输出阻尼力并不大。

磁流变阻尼器结构设计时，首先应使磁流变液流经的有效阻尼间隙段数增加；其次是尽可能使磁流变液在磁流变阻尼器内部的液流通道加长。目前所设计的磁流变阻尼器大多采用的是单线圈圆环式液流阻尼通道，并且是通过以下两种方法来提高磁流变阻尼器阻尼力的可调范围。一是在相同输入电流下，尽可能在磁流变液饱和范围内提高有效阻尼间隙内的磁感应强度。第二就是提高有效阻尼间隙长度，但这样会显著增加磁流变阻尼器的体积，占用更多安装及使用空间，制造成本也相应增加。

基于此，在磁流变阻尼器设计过程中，想要同时增加有效阻尼间隙内的磁感应强度和提高有效阻尼间隙的长度比较困难。因此有必要设计一种可提高阻尼力且结构相对紧凑的磁流变阻尼器。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种具有三维螺旋液流通道的磁流变阻尼器。本实用新型在活塞头套筒外表面加工有三维螺旋型凹槽，与阻尼器缸体圆周内表面形成第一液流通道；活塞头左端盖和右端盖分别加工有三个轴向均匀分布的腰型通孔，形成第二液流通道。外部振动使活塞头与阻尼器缸体之间产生相对运动，磁力线与第一液流通道磁流变液流动方向成一定的角度；磁力线与第二液流通道磁流变液流动方向垂直。液流通道一部分表面积被磁场成一定角度覆盖，另一部分表面积被磁场正交覆盖，使磁流变液的活性区域得以扩大，从而提高了输出阻尼力。本实用新型采用三维螺旋液流通道的结构设计，在不增大磁流变阻尼器尺寸的前提下，增大了有效阻尼长度及剪切面积，保证了阻尼器能够输出足够大的阻尼力，特别适用于铁路交通、桥梁等行业减振系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、活塞头套筒(6)、励磁线圈(7)、活塞头右端盖(8)、紧固螺母(9)、阻尼器右端盖(10)、右吊耳(11)；左吊耳(1)右端中间加工有内螺纹孔；活塞杆(2)加工成阶梯状，其左端和右端外部分别加工有外螺纹；左吊耳(1)右端和活塞杆(2)左端通过螺纹固定连接；阻尼器左端盖(3)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(3)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(3)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；活塞头左端盖(5)和活塞头右端盖(8)分别加工有三个轴向均匀分布的腰型通孔，形成第二液流通道；活塞头左端盖(5)和活塞头右端盖(8)均加工有中心通孔，其中心通孔内表面均与活塞杆(2)圆周外表面间隙配合；活塞头左端盖(5)左端通过活塞杆(2)中间轴肩轴向定位；活塞头右端盖(8)左端面紧靠活塞头左端盖(5)右端面；活塞头套筒(6)圆周外表面加工有三维螺旋型凹槽，与阻尼器缸体(4)圆周内表面形成第一液流通道；活塞头套筒(6)加工有阶梯状中心通孔；活塞头套筒(6)左侧台肩紧靠活塞头左端盖(5)右端大端面；活塞头套筒(6)右侧台肩紧靠活塞头右端盖(8)左端面；活塞头左端盖(5)、活塞头套筒(6)和活塞头右端盖(8)通过紧固螺母(9)轴向固定锁紧；活塞头左端盖(5)和活塞头右端盖(8)形成圆环形凹槽，励磁线圈(7)缠绕在圆环形凹槽内；活塞头左端盖(5)、活塞杆(2)以及左吊耳(1)均加工有引线孔，励磁线圈(13)的引线依次通过上述引线孔引出；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(4)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封；阻尼器右端盖(10)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器右端盖(10)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；右吊耳(11)左端中间加工有内螺纹孔；右吊耳(11)左端和活塞杆(2)右端通过螺纹固定连接。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

（1）本实用新型采用双液流通道，活塞头套筒外表面加工出的三维螺旋凹槽与阻尼器缸体圆周内表面构成第一液流通道；活塞头左端盖和右端盖分别加工有三个轴向均匀分布的腰型通孔，形成第二液流通道。在阻尼器轴向尺寸不变的情况下，最大限度地提高了输出阻尼力。

（2）本实用新型活塞头套筒圆周外表面加工有三维螺旋液流通道，当活塞头进行轴向运动时，磁力线与第一液流通道磁流变液流动方向成一定的角度，与第二液流通道磁流变液流动方向垂直，有效增大了活性区域的面积，同时加大了有效阻尼长度。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型活塞头左端盖左视图。

图3是本实用新型活塞头套筒的示意图。

图4是本实用新型活塞头磁力线分布图。

图5为本实用新型有效液流通道分布图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型结构示意图。主要包括左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器左端盖(3)、阻尼器缸体(4)、活塞头左端盖(5)、活塞头套筒(6)、励磁线圈(7)、活塞头右端盖(8)、紧固螺母(9)、阻尼器右端盖(10)及右吊耳(11)。

图2是本实用新型活塞头左端盖左视图。在活塞头左端盖(5)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)通过圆形通孔与活塞头左端盖(5)间隙配合；活塞头左端盖(5)内加工有三个轴向均匀分布的腰型通孔，与活塞头右端盖(8) 的三个腰型通孔共同形成第二液流通道。

图3是本实用新型活塞头套筒的示意图。活塞头套筒(6)内部加工有阶梯状中心通孔；活塞头套筒(6)圆周外表面加工有三维螺旋型凹槽，与阻尼器缸体(4)圆周内表面形成第一液流通道。

图4是本实用新型活塞头的磁力线分布图。活塞头左端盖(5)、活塞头套筒(6)、活塞头右端盖(8)及活塞杆(2)均由低碳钢导磁材料制成。当给励磁线圈(7)通入电流时，由于电磁感应产生的磁力线依次通过活塞头左端盖(5)、活塞头套筒(6)、活塞头右端盖(8)及活塞杆(2)，形成闭合回路。

图5为本实用新型有效液流通道分布图。活塞头套筒外表面加工有三维螺旋型凹槽，与阻尼器缸体圆周内表面形成第一液流通道，活塞头端盖内加工有三个轴向均匀分布的腰型通孔，形成第二液流通道。

本实用新型工作原理如下：

当给励磁线圈(7)通入一定大小的电流时，外部振动使组合活塞头与阻尼器缸体产生相对运动，磁流变液流过阻尼通道时克服磁流变液链状排列的分子间力。由于采用了三维螺旋液流通道，从而增加了有效阻尼间隙通道的长度，使得磁力线作用面积增大，并且磁场的利用效率也相应增加，因此确保磁流变液产生更强的链状排列的分子间力，从而有效增加输出阻尼力，通过调节励磁线圈(7)电流大小，可改变阻尼间隙处磁流变液的屈服应力，达到所需的可控输出阻尼力。