一种带沉降主动分散装置的磁流变阻尼器活塞组件的制作方法

本发明涉及磁流变阻尼器领域，具体涉及一种带沉降主动分散装置的磁流变阻尼器活塞组件。

背景技术：

磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和非导磁性液体混合而成的悬浮体。这种悬浮体在零磁场条件下呈现出低粘度的牛顿流体特性；而在强磁场作用下，则呈现出高粘度、低流动性的bingham体特性。在零磁场情况下，磁流变液表现为流动性能良好的液体，其表观粘度很小；在强磁场作用下可在短时间(毫秒级)内表观粘度增加两个数量级以上,并呈现类固体特性；而且这种变化是连续的、可逆的，即去掉磁场后又恢复到原来的状态。然而，从50年代到80年代期间，由于没有认识到它的剪切应力的潜在能力以及存在悬浮稳定性等问题，磁流变液发展一直非常缓慢。

磁流变阻尼器是基于现代双向作用式筒式阻尼器原理，以磁流变液为工作介质的新型阻尼器。由于磁流变阻尼器可以在外加磁场控制下改变阻尼力，因此不再需要压缩阀、流通阀、复原阀和补偿阀等阀系组件，因此结构简单，可靠性好，同时磁流变液存在屈服应力大、响应快等优势，使磁流变阻尼器在工程应用上具有光明前景。

然而，磁流变阻尼器不得不面对不可避免的磁流变液沉降问题。由于磁流变液由微米级的软磁性颗粒和载体液组成，它们之间存在密度差，且微米级颗粒布朗运动弱而重力效应强，在载体液中沉降不可避免，虽然通过加入表面活性剂等方式可以一定程度上延缓磁流变液的沉降问题，却无法从根本上克服。

为了使磁流变阻尼器不受沉降问题影响而得以正常工作，研究人员付出了艰辛的努力。大部分的研究工作集中在缓解磁流变液的沉降问题，提高悬浮稳定性上，且已经取得了长足进步。然而，即使美国lord公司悬浮稳定性最好的磁流变液，也在静置一个月左右即会出现肉眼可见的分层沉降现象。因此，长期以来，人们希望找到合理的方法，可以针对静置状态的磁流变阻尼器施加一定的外力搅拌作用，促使发生一定程度沉降的磁流变液得以再分散，使磁流变阻尼器保持较好的状态。遗憾的是，由于机械结构的复杂性和工程应用的实际问题，这种结构至今未能有效实现。

因此，现有技术中需要一种能够克服上述问题的装置。

技术实现要素：

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种带沉降主动分散装置的磁流变阻尼器活塞组件，其特征在于：包括工作缸、活塞杆和活塞组件。

所述工作缸为圆筒状。所述工作缸的周向均布有若干个通槽i和若干个通孔i，其中通槽i位于所述工作缸的内圆面，其位置记为所述工作缸的平衡位置。所述工作缸内装有磁流变液。

所述活塞杆为中空的圆柱体。所述活塞杆上端的内壁加工有螺纹。所述活塞杆的上端穿入在所述工作缸的内部，能够在所述工作缸的内部做往复运动，其下端穿出工作缸的部分设置油封。

所述活塞组件包括转子、定子、顶盖和底盖。

所述转子为中空圆柱体，其两端的端面中心设有圆环凸台。所述转子两端的端面上嵌入有鼠笼。所述转子的外圆周壁上设置有螺旋筋肋。

所述转子松套于所述活塞杆上，并位于所述工作缸内部。所述转子能够在工作缸内自由旋转。

所述定子包括外筒和内筒。

所述内筒位于所述外筒内部。所述内筒与所述外筒之间布置有若干个磁极。每一个磁极上均绕制有绕组。

所述定子外套于所述转子上，并位于所述工作缸内部。所述定子与所述转子之间形成阻尼间隙。

所述定子的外筒与所述工作缸内壁之间为间隙配合。

所述顶盖包括圆环i和圆盘i。所述圆盘i位于所述圆环i内。所述圆盘i中心为沉头孔i。

所述圆盘i与所述圆环i之间通过辐条i连接。

所述顶盖套装在所述活塞杆上，并位于所述工作缸内，其中顶盖的圆环i与所述定子的下端相接触。所述转子下端的圆环凸台插入所述顶盖的沉头孔i台阶内。

所述底盖包括圆环ii和圆盘ii。所述圆盘ii位于所述圆环ii内。所述圆盘ii中心为沉头孔ii。

所述圆盘ii与所述圆环ii之间通过辐条ii连接。所述底盖位于所述工作缸内，其中底盖的圆环ii与所述定子的上端相接触。所述活塞杆的上端插入在所述底盖的沉头孔ii台阶内，并通过螺钉紧固。

当所述活塞组件处于平衡位置时，所述活塞组件位于所述工作缸的中段。

当对所述绕组施加电激励时，所述定子内形成旋转磁场，所述转子的鼠笼切割磁力线产生感生电流而受到磁力作用，带动转子旋转。

当所述转子转动时，所述螺旋筋肋带动阻尼间隙中的磁流变液通过阻尼间隙在工作缸内做旋转流动和轴向流动，当所述活塞组件处于平衡位置时，通过阻尼间隙的磁流变液经所述工作缸的通槽i和通孔i流出，当所述活塞组件脱离平衡位置做上下往复运动时，通过阻尼间隙的磁流变液经所述工作缸的通孔i流出。

进一步，所述转子由软磁材料制作。

所述定子采用硅钢片叠合制成。

进一步，所述内筒的内壁上均布有若干个贯穿内筒两端的通槽ii。在相邻的两个磁极所对应的内筒的内壁上，均具有一个通槽ii。

进一步，所述绕组引线、活塞杆和底盖的配合部位用环氧树脂进行密封。

进一步，所述活塞杆上端的端面上开有若干个引线槽i。

所述辐条ii上开有若干个引线槽ii。

所述活塞杆的引线槽i与所述底盖的引线槽ii相对应。所述定子内的绕组引线从所述引线槽ii和所述引线槽i引出，通过所述活塞杆内部从所述活塞杆的下端穿出。

进一步，所述活塞杆与所述螺钉的配合部位用环氧树脂进行密封。

进一步，所述定子的外筒与所述工作缸内壁之间的间隙范围为1～2mm。

本发明的技术效果是毋庸置疑的，本发明通过转子上的螺旋筋肋转动使磁流变液通过阻尼间隙在工作缸内做旋转流动和轴向流动，不仅实现了磁流变液沉降后的再分散，还有助于磁流变阻尼器正常运行时的能量再回收。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明转子的结构示意图；

图3为本发明定子的结构示意图；

图4为本发明工作缸的结构示意图；

图5为本发明顶盖的结构示意图；

图6为本发明底盖的结构示意图；

图7为本发明活塞杆的结构示意图。

图中：工作缸1、通槽i101、通孔i102、活塞杆2、引线槽i201、转子3、圆环凸台301、鼠笼302、螺旋筋肋303、定子4、外筒401、内筒402、通槽ii4021、磁极403、绕组404、绕组引线405、阻尼间隙x、顶盖5、圆环i501、圆盘i502、沉头孔i5021、辐条i503、底盖6、圆环ii601、圆盘ii602、沉头孔ii6021、辐条ii603和引线槽ii6031。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。

实施例1：

参见图1，一种带沉降主动分散装置的磁流变阻尼器活塞组件，其特征在于：包括工作缸1、活塞杆2和活塞组件。

参见图4，所述工作缸1为圆筒状。所述工作缸1的周向均布有若干个通槽i101和若干个通孔i102，其中通槽i101位于所述工作缸1的内圆面，其位置记为所述工作缸1的平衡位置。所述工作缸1内装有磁流变液。

参见图7，所述活塞杆2为中空的圆柱体。所述活塞杆2上端的内壁加工有螺纹。所述活塞杆2上端的端面上开有若干个引线槽i201。所述活塞杆2的上端穿入在所述工作缸1的内部，能够在所述工作缸1的内部做往复运动，其下端穿出工作缸1的部分设置油封，实现磁流变液在缸内的密封。

所述活塞组件包括转子3、定子4、顶盖5和底盖6。

参见图2，所述转子3由软磁材料制作而成，所述转子3为中空圆柱体，其两端的端面中心设有圆环凸台301。所述转子3两端的端面上嵌入有鼠笼302。所述转子3的外圆周壁上设置有螺旋筋肋303。

所述转子3松套于所述活塞杆2上，并位于所述工作缸1内部。所述转子3能够在工作缸1内自由旋转。

参见图3，所述定子4采用硅钢片叠合制成，包括外筒401和内筒402。

所述内筒402位于所述外筒401内部。所述内筒402与所述外筒401之间布置有若干个磁极403。每一个磁极403上均绕制有绕组404。在本实施例中，采用三对共六个磁极403。

所述内筒402的内壁上均布有6个贯穿内筒402两端的通槽ii4021。在相邻的两个磁极403所对应的内筒402的内壁上，均具有一个通槽ii4021，便于绕制绕组404。

所述定子4外套于所述转子3上，并位于所述工作缸1内部。所述定子4与所述转子3之间形成阻尼间隙x。

所述定子4的外筒401与所述工作缸1内壁之间具有间隙，值得说明的是，作为流道的一部分，该间隙大小根据阻尼力需求确定，本实施例中，该间隙为1mm。

参见图5，所述顶盖5包括圆环i501和圆盘i502。所述圆盘i502位于所述圆环i501内。所述圆盘i502中心为沉头孔i5021。

所述圆盘i502与所述圆环i501之间通过辐条i503连接。

所述顶盖5套装在所述活塞杆2上，并位于所述工作缸1内，其中顶盖5的圆环i501与所述定子4的下端相接触。所述转子3下端的圆环凸台301插入所述顶盖5的沉头孔i5021台阶内。

参见图6，所述底盖6包括圆环ii601和圆盘ii602。所述圆盘ii602位于所述圆环ii601内。所述圆盘ii602中心为沉头孔ii6021。

所述圆盘ii602与所述圆环ii601之间通过辐条ii603连接。所述辐条ii603上开有若干个引线槽ii6031。

所述底盖6位于所述工作缸1内，其中底盖6的圆环ii601与所述定子4的上端相接触。所述活塞杆2的上端插入在所述底盖6的沉头孔ii6021台阶内，并通过螺钉7紧固，其中活塞杆2的引线槽i201与底盖6的引线槽ii6031相对应。所述定子4内的绕组引线405从所述引线槽ii6031和所述引线槽i201引出，通过所述活塞杆2内部从所述活塞杆2的下端穿出。

所述活塞杆2与所述螺钉7的配合部位用环氧树脂进行密封。

所述绕组引线405、活塞杆2和底盖6的配合部位用环氧树脂进行密封。

当所述活塞组件处于平衡位置时，所述活塞组件位于所述工作缸1的中段。

当对所述绕组404施加电激励时，采用交流电激励，所述定子4内形成旋转磁场，磁场旋转速度由施加的电磁激励交变频率决定，在旋转磁场作用下，所述转子3的鼠笼302切割磁力线产生感生电流而受到磁力的作用，带动转子3旋转。

当所述转子3转动时，在所述螺旋筋肋303的作用下，旋转的转子3带动阻尼间隙x中的磁流变液通过阻尼间隙x在工作缸内做旋转流动和轴向流动，这种旋转流动和轴向流动的复合，可以有效分散分层甚至沉降的磁流变液，当所述活塞组件处于平衡位置时，通过阻尼间隙x的磁流变液经所述工作缸1的通槽i101和通孔i102流出，当所述活塞组件脱离平衡位置做上下往复运动时，通过阻尼间隙x的磁流变液经所述工作缸1的通孔i102流出，形成流动回路，从而实现有效的磁流变液再分散作用。

值得说明的是，螺旋筋肋303的旋向需要根据定子4内励磁顺序决定。

当所述活塞组件上下往复运动时，平衡位置的通槽i101将降低阻尼器的阻尼力，而一旦活塞组件离开平衡位置，阻尼力将得到恢复，由于平衡位置时振动速度大而位移小，这种设置将有助于优化阻尼器的阻尼特性。

实施例2：

参见图1，一种带沉降主动分散装置的磁流变阻尼器活塞组件，其特征在于：包括工作缸1、活塞杆2和活塞组件。

参见图4，所述工作缸1为圆筒状。所述工作缸1的周向均布有若干个通槽i101和若干个通孔i102，其中通槽i101位于所述工作缸1的内圆面，其位置记为所述工作缸1的平衡位置。所述工作缸1内装有磁流变液。

参见图7，所述活塞杆2为中空的圆柱体。所述活塞杆2上端的内壁加工有螺纹。所述活塞杆2上端的端面上开有若干个引线槽i201。所述活塞杆2的上端穿入在所述工作缸1的内部，能够在所述工作缸1的内部做往复运动，其下端穿出工作缸1的部分设置油封，实现磁流变液在缸内的密封。

所述活塞组件包括转子3、定子4、顶盖5和底盖6。

参见图2，所述转子3由软磁材料制作而成，所述转子3为中空圆柱体，其两端的端面中心设有圆环凸台301。所述转子3两端的端面上嵌入有鼠笼302。所述转子3的外圆周壁上设置有螺旋筋肋303。

所述转子3松套于所述活塞杆2上，并位于所述工作缸1内部。所述转子3能够在工作缸1内自由旋转。

参见图3，所述定子4采用硅钢片叠合制成，包括外筒401和内筒402。

所述内筒402位于所述外筒401内部。所述内筒402与所述外筒401之间布置有若干个磁极403。每一个磁极403上均绕制有绕组404。在本实施例中，采用三对共六个磁极403。

所述内筒402的内壁上均布有6个贯穿内筒402两端的通槽ii4021。在相邻的两个磁极403所对应的内筒402的内壁上，均具有一个通槽ii4021，便于绕制绕组404。

所述定子4外套于所述转子3上，并位于所述工作缸1内部。所述定子4与所述转子3之间形成阻尼间隙x。

所述定子4的外筒401与所述工作缸1内壁之间具有间隙，值得说明的是，作为流道的一部分，该间隙大小根据阻尼力需求确定，本实施例中，该间隙为2mm。

参见图5，所述顶盖5包括圆环i501和圆盘i502。所述圆盘i502位于所述圆环i501内。所述圆盘i502中心为沉头孔i5021。

所述圆盘i502与所述圆环i501之间通过辐条i503连接。

所述顶盖5套装在所述活塞杆2上，并位于所述工作缸1内，其中顶盖5的圆环i501与所述定子4的下端相接触。所述转子3下端的圆环凸台301插入所述顶盖5的沉头孔i5021台阶内。

参见图6，所述底盖6包括圆环ii601和圆盘ii602。所述圆盘ii602位于所述圆环ii601内。所述圆盘ii602中心为沉头孔ii6021。

所述圆盘ii602与所述圆环ii601之间通过辐条ii603连接。所述辐条ii603上开有若干个引线槽ii6031。

所述底盖6位于所述工作缸1内，其中底盖6的圆环ii601与所述定子4的上端相接触。所述活塞杆2的上端插入在所述底盖6的沉头孔ii6021台阶内，并通过螺钉7紧固，其中活塞杆2的引线槽i201与底盖6的引线槽ii6031相对应。所述定子4内的绕组引线405从所述引线槽ii6031和所述引线槽i201引出，通过所述活塞杆2内部从所述活塞杆2的下端穿出。

所述活塞杆2与所述螺钉7的配合部位用环氧树脂进行密封。

所述绕组引线405、活塞杆2和底盖6的配合部位用环氧树脂进行密封。

当所述活塞组件处于平衡位置时，所述活塞组件位于所述工作缸1的中段。

当对所述绕组404施加电激励时，采用交流电激励，所述定子4内形成旋转磁场，磁场旋转速度由施加的电磁激励交变频率决定，在旋转磁场作用下，所述转子3的鼠笼302切割磁力线产生感生电流而受到磁力的作用，带动转子3旋转。

当所述转子3转动时，在所述螺旋筋肋303的作用下，旋转的转子3带动阻尼间隙x中的磁流变液通过阻尼间隙x在工作缸内做旋转流动和轴向流动，这种旋转流动和轴向流动的复合，可以有效分散分层甚至沉降的磁流变液，当所述活塞组件处于平衡位置时，通过阻尼间隙x的磁流变液经所述工作缸1的通槽i101和通孔i102流出，当所述活塞组件脱离平衡位置做上下往复运动时，通过阻尼间隙x的磁流变液经所述工作缸1的通孔i102流出，形成流动回路，从而实现有效的磁流变液再分散作用。

值得说明的是，螺旋筋肋303的旋向需要根据定子4内励磁顺序决定。

当所述活塞组件上下往复运动时，平衡位置的通槽i101将降低阻尼器的阻尼力，而一旦活塞组件离开平衡位置，阻尼力将得到恢复，由于平衡位置时振动速度大而位移小，这种设置将有助于优化阻尼器的阻尼特性。