专利名称：多片式二维磁流变阻尼器的制作方法
技术领域：
本发明属于一种磁流变阻尼器，具体涉及一种多片式二维磁流变阻尼器。
背景技术：
现有已公开的磁流变阻尼器主要分两大类一类是直动式，另一类是旋转式，这两 类磁流变阻尼器都有其明确的适用范围，如旋转式磁流变阻尼器适用于各种旋转运动的减 振场合，而直动式磁流变阻尼器则适用于往复运动的减振场合，这两类磁流变阻尼器由于 受其结构的限制匀不能独立适用于二维平面运动的减振场合。
发明内容
本发明的目的在于提出一种多片式二维磁流变阻尼器，解决现有磁流变阻尼器不 能独立适用于二维平面运动的减振场合。
本发明的技术方案如下 多片式二维磁流变阻尼器，其包括外壳和装在外壳内的芯部以及环形磁场发生 器，在芯部与外壳的间隙内充满磁流变液或磁流变脂。 多片式二维磁流变阻尼器的外壳为具有上、下底面的圆柱筒形，在外壳的上、下底 面都有直径相等的中心通孔，在外壳内圆周面的轴向上等距离分布并固定有至少一片与外 壳上、下底面平行的圆环，圆环的外径与外壳的内径相等，圆环的内径与外壳上、下底面的 中心通孔的孔径相同；圆环的内径和外壳上、下底面的中心通孔的孔径大于芯轴的外径以 及外壳的内径大于芯轴上圆盘的外径，并留有芯部在外壳内作径向运动的间隙；芯部具有 芯轴和在芯轴的轴向上等距离分布的至少两片与芯轴轴向垂直的圆盘，且芯轴中心具有通 孔；外壳内圆环的间距以及圆环与外壳的上底和下底面之间的间距大于芯轴上圆盘的厚 度，并留有磁流变液或磁流变脂的流动间隙，芯轴的两片圆盘之间的间距大于外壳内的圆 环的厚度，并留有磁流变液或磁流变脂的流动间隙。 多片式二维磁流变阻尼器的芯部装在外壳及外壳上、下底面的中心通孔内，芯轴 上的圆盘与外壳内的圆环或外壳的上、下底平行交错，装在外壳中的芯部能在外壳内的径 向作任意运动。 在芯部的最上一层圆盘的上表面和最下一层圆盘的下表面与外壳的上、下底面的 内表面之间设置有环形定位装置和环形密封装置；环形磁场发生器固定在外壳的上、下底 面的外表面或外壳的外圆周上或芯轴两端的轴颈上，环形磁场发生器产生的磁力线方向与 外壳和芯部的轴向一致。 本发明的工作原理是这样实现的当外壳中的芯部在径向作任意方向上的直线运 动时，芯轴外圆周面与外壳内圆环的外圆周面间的磁流变液或磁流变脂和芯轴上圆盘的外 圆周面与外壳内圆周面间的磁流变液或磁流变脂，受到挤压后向与芯部运动相反的方向流 动，使这部分磁流变液或磁流变脂工作在挤压模式；而处于外壳内圆环的上、下平面与芯轴 上圆盘的上、下平面之间的间隙中的磁流变液或磁流变脂，则因受到外壳内圆环的上、下平面与芯轴上圆盘的上、下平面的相对直线运动而工作在剪切模式；当外壳中的芯部作旋转
运动时，处于外壳内圆环的上、下平面与芯轴上圆盘的上、下平面之间的间隙中的磁流变液
或磁流变脂，则因受到外壳上圆环的上、下平面与芯轴上圆盘的上、下平面的相对旋转运动
而工作在剪切模式；当外壳中的芯部在径向作任意运动时，间隙中的磁流变液或磁流变脂
的工作模式可按上述直线和旋转两种运动方式进行分解或合成，此处不再赘述。 当环形磁场发生器没有工作时，外壳中磁流变液或磁流变脂粘度低而流动性好，
芯部在外壳中运动时的阻尼力小；当环形磁场发生器工作后，使外壳与芯轴间间隙中的磁
场强度提高，使外壳与芯轴间间隙中的磁流变液或磁流变脂粘度变高，使芯部在外壳中运
动时受到的阻尼力变大，从而使二维磁流变阻尼器的阻尼力得到控制。与现有的磁流变阻
尼器相比，本发明的二维磁流变阻尼器是一种新型结构的磁流变阻尼器，是一种能独立适
用于二维平面运动的减振场合的磁流变阻尼器，本发明的主要优点在于使目前采用多个磁
流变阻尼器来完成二维平面运动的减振系统得到简化。
图1是本发明的一种结构示意图，图中虚线为磁力线方向。
图2是图1的顶视图。 图3是本发明用于大跨度钢索减振的安装示意图
具体实施例方式以下结合附图及实例详细说明本发明的结构 大跨度钢索减振一直是业内难以解决的技术问题，在不考虑钢索轴向伸长时，钢 索的径向振动是一个复杂的二维平面振动，本发明的二维磁流变阻尼器可用于解决此类振 动的减振。 参见图1，由不导磁材料构成的芯部2被嵌入到由不导磁材料构成的外壳1内。
芯部2具有芯轴9和在芯轴9上等距离分布的4片圆盘3，芯轴9的中心具有对钢 索作径向约束的通孔8。 外壳1为具有上底面4和下底面6的圆柱筒形，在外壳1的上底面4和下底面6 上都有中心通孔17，在外壳1内圆周面的轴向上等距离分布并固定有3片与外壳1上、下底 面平行的圆环5，圆环5的外径与外壳1的内径相等，圆环5的内径18与外壳上、下底面的 中心通孔17的孔径相同； 圆环5的内径18和外壳1上、下底面的中心通孔17的孔径大于芯轴9的外径以 及外壳1的内径大于芯轴9上圆盘3的外径，并留有芯部2的运动间距11和10 ;
外壳1内圆环5的间距以及圆环5与外壳1的上底面4和下底面6的间距大于芯 轴9上圆盘3的厚度，并留有磁流变液的流动间隙12，芯轴9的两片圆盘3间的间距大于外 壳内的圆环5的厚度，并留有磁流变液的流动间隙12。 在芯部2与外壳1的间隙中充满磁流变液16后，在芯轴9的外圆周面与外壳1上 圆环5的内圆周面形成了 3个磁流变液的环形挤压通道ll，在外壳1的内圆周面与芯轴9 上圆盘3的外圆周面形成了 4个磁流变液的环形挤压通道IO，在外壳1的上底面4、下底面 6和圆环5与芯轴9上圆盘3形成了 6个磁流变液的环形剪切面12。
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芯部2嵌装在外壳1、外壳1的上底面1和下底面6的中心通孔中，芯轴9上的圆 盘3与外壳1内的圆环5或外壳的上、下底平行交错，在芯轴9的最上一层圆盘3的上表面 和最下一层圆盘3的下表面与外壳1的上底面4和下底面6的内表面之间设置有环形定位 装置13用于保证芯部2与外壳1在轴向不发生窜动，还设置环形密封装置14将磁流变液 16约束在芯部2与外壳1的间隙中，环形磁场发生器7分别固定在外壳1的上底面4和下 底面6的外表面。 参见图3，钢索21径向固定在芯部2的通孔8中，外壳l固定在支架20上。
当环形磁场发生器7不工作时，间隙中的磁流变液16呈流体状态而流动性好，钢 索21在带动芯部2向右运动时，芯轴9的外圆周面与外壳1上圆环5的内圆周面和外壳1 的内圆周面与芯轴9上圆盘3的外圆周面(即环形挤压通道10、11)内的磁流变液，由于受 到芯部9的外圆周面与与外壳1上圆环5的内圆周面和外壳1的内圆周面与芯轴9上圆盘 3的外圆周面的挤压，将通过环形挤压通道10、11和环形剪切面12流向芯部2的左侧，使芯 部2向右运动时所受到的阻尼力较小。 当环形磁场发生器7工作时，间隙中的磁流变液16呈半固体状态，钢索21在带动 芯部2向右运动时，一部分磁流变液受到芯部9的外圆周面与与外壳1上圆环5的内圆周 面和外壳1的内圆周面与芯轴9上圆盘3的外圆周面的挤压，通过环形挤压通道10、11直 接通过环形挤压通道10、11流向芯部2的左侧；另一部分磁流变液会在环形剪切面12内 受到芯轴9上的圆盘3与外壳1内的圆环5间的相对运动时产生的剪切作用后，流向芯部 2的左侧；由于此时间隙中的磁流变液16呈半固体状态，且环形剪切面12中的磁场强度较 大，因此，芯部2向右运动时所受到的阻尼力较大。 当钢索21带动芯部2在外壳1中作旋转运动时，因处于环形剪切面12间的磁流 变液16在磁场作用下而工作在剪切状态，使芯部2受到的旋转阻尼力较大。当外壳l中的 芯部2在径向作任意运动时，间隙中的磁流变液16的工作模式可按上述直线和旋转两种运 动方式进行分解或合成，此处不再赘述。电源控制器15通过引出线19对环形磁场发生器7 进行控制，调节电源控制器15的输出电流即可调节环形磁场发生器7所产生的磁场强度， 从而调节芯部2与外壳1发生相对运动时的阻尼力。 综上所述径向固定在芯部2的通孔8中的钢索21，无论发生何种方式的振动都会 带动芯部2运动，芯部2的运动又会受到外壳1内磁流变液阻尼力的约束，从而实现二维磁 流变阻尼器对钢索径向振动的减振目的。 图4是本发明的环形磁场发生器安装在芯轴两端轴颈上一种结构示意图。
图5是本发明的环形磁场发生器安装在外壳的外圆周上一种结构示意图。
权利要求
一种多片式二维磁流变阻尼器，其包括外壳和装在外壳内的芯部以及环形磁场发生器，在芯部与外壳的间隙内充满磁流变液或磁流变脂，其特征在于外壳由不导磁材料构成。
2. 如权利要求1所述的多片式二维磁流变阻尼器，其特征在于所述芯部具有芯轴和 在芯轴的轴向上等距离分布的至少两片与芯轴轴向垂直的圆盘，且芯轴中心具有通孔。
3. 如权利要求1所述的多片式二维磁流变阻尼器，其特征在于所述外壳为具有上、下 底面的圆柱筒形，在外壳的上、下底面都有直径相等的中心通孔，在外壳内圆周面的轴向上 等距离分布并固定有至少一片与外壳上、下底面平行的圆环，圆环的外径与外壳的内径相 等，圆环的内径与外壳上、下底面的中心通孔的孔径相同；圆环的内径和外壳上、下底面的 中心通孔的孔径大于芯轴的外径以及外壳的内径大于芯轴上圆盘的外径，并留有芯部在外 壳内作径向运动的间隙；外壳内圆环之间的间距以及圆环与外壳的上底和下底面之间的间 距大于芯轴上圆盘的厚度，并留有磁流变液或磁流变脂的流动间隙，芯轴的两片圆盘之间 的间距大于外壳内的圆环的厚度，并留有磁流变液或磁流变脂的流动间隙。
4. 如权利要求1所述的多片式二维磁流变阻尼器，其特征在于所述芯部装在外壳及 外壳上、下底面的中心通孔内，芯轴上的圆盘与外壳内的圆环或外壳的上、下底面平行交 错，在芯部的最上一层圆盘的上表面和最下一层圆盘的下表面与外壳的上、下底面的内表 面之间设置有环形定位装置和环形密封装置。
5. 如权利要求1所述的多片式二维磁流变阻尼器，其特征在于所述环形磁场发生器 固定在外壳的上、下底面的外表面或外壳的外圆周上或芯轴两端的轴颈上，环形磁场发生 器产生的磁力线方向与外壳和芯部的轴向一致。
6. 如权利要求1所述的多片式二维磁流变阻尼器，其特征在于所述环形磁场发生器 为电磁铁或电磁铁和永久磁体。
全文摘要
本发明公布了一种多片式二维磁流变阻尼器，其包括内部有圆环且上下底面有等径通孔的外壳和在芯轴上至少有两片与芯轴轴向垂直的圆盘的芯部；芯部装在外壳及外壳上、下底面的中心通孔内，芯轴上的圆盘与外壳内的圆环或外壳的上、下底面平行交错，在外壳的内圆周面与芯轴的外内圆周面及外壳内的圆环与芯轴上的圆盘的上、下面之间都留有间隙，在间隙内充满磁流变液或磁流变脂，在外壳上安装有环形磁场发生器；外壳中的芯部可在外壳内的径向作任意运动；调节环形磁场发生器输出磁场强度的大小，使外壳与芯部间隙中的磁流变液或磁流变脂的粘度发生变化，使芯部在外壳内运动时受到的阻尼力发生改变，使多片式二维磁流变阻尼器的阻尼力得到控制。
文档编号F16F9/53GK101788031SQ20101011271
公开日2010年7月28日 申请日期2010年2月24日 优先权日2010年2月24日
发明者刘启淞, 刘国效, 朱大燮, 朱雯, 朱雲, 朱霓, 朱霞, 朱霱, 栾培元, 谭和平, 谭志坤, 顾莲珍 申请人:谭和平