专利名称：磁流变扭转减振器的制作方法
技术领域：
本发明属于减振器，具体涉及一种磁流变扭转减器。
背景技术：
发动机曲轴、机床主轴、电机等做回转运动的传动轴系或转子在工作时将发生不可避免的扭转振动，这种振动不但会降低机器的精度、噪声增大等故障，甚至造成曲轴或传动轴疲劳故障而损坏，尤其在高速时情况更为严重。此外，对于升降电梯和建筑施工升降机等做直线运动的大功率升降设备，在货物下降过程中需要消耗大量能量，且出现紧急坠落时需要产生较大阻力减小坠落对货物的损坏。因此，扭转减振器的设计成为改善以上情况的重要课题。目前国内外使用的扭转减振器主要有橡胶减振器、硅油减振器和金属弹簧减振器等，但这些类型的减振器不能对其进行自适应调节。磁流变减振器作为一种智能减振装置，具有结构简单、体积小、能耗低、阻尼连续可调等优点，已逐渐成为振动控制领域里的研究和应用热点。中国专利(CN201110115093. 9)，对传统硅油式减振器进行了改进，提出一种发动机磁流变扭转减振器，可以通过改变电流的大小来改变外加磁场力，从而可以调节磁流变液的阻尼，由于只利用了剪切工作模式，产生的阻尼力有限。中国专利(CN20092026277.9)，提出一种磁流变扭转减振装置，转子转动时，由于与水平方向有夹角会使磁流变液沿径向流动，之后再沿定子内的通道往复流动，也有一定的局限性，加工复杂，而且扭转减振本身也容易产生新的扭转振动。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种新型磁流变扭转减振器，通过螺旋推进结构的转子组件推动磁流变液的运动，使减振器充分利用磁流变液的流动和剪切两种工作模式，同时通过改变内套筒和定子间配合形状增加磁流变液流动通道长度和接触面积，极大地提高磁流变扭转减振器的阻尼力调节范围。本发明的目的是采用下述方案来实现的一种磁流变扭转减振器，包括转子组件、定子、磁流变液和减振器缸体；所述减振器缸体由外套筒和左、右端盖连接构成；所述定子与减振器缸体固连接，并且外圆上绕有多级电磁线圈；所述转子组件安装在减振器缸体内，与定子配合，其输入端通过联轴器与负载设备连接。其改进点在于所述转子组件包括带有螺旋推进结构的推进杆和内套筒；所述带有螺旋推进结构的推进杆是在一根转轴上加工螺旋条而形成，推进杆的具有螺旋结构的一端安装在定子的内孔中，外端作为转子组件的输入端，通过密封轴承支撑在减振器缸体的右端盖上，推进杆的螺旋条与定子的接触面上设置有树脂密封带。带有螺旋推进结构的推进杆做旋转运动，螺旋角大小根据优化计算和试验测试确定。所述内套筒套在定子之外，两者之间留有供磁流变液通过的间隙，内套筒的一端有中心孔，与推进杆的对应部位键结合，并通过卡簧和进行轴向固定；所述定子的内孔底部有与内套筒和定子间的间隙连通的通道，以便于形成使推进杆叶片挤压的磁流变液流到定子、内套筒和减振器缸体之间的间隙。所述磁流变液充满定子、内套筒和减振器缸体之间的间隙。进一步，还有连接盘，所述连接盘套在推进杆上，通过螺栓连接在内套筒端部，也与推进杆通过键连接，并进行轴向固定。进一步，所述内套筒和定子的配合面上形成有增加磁流变液流动的通道长度和接触面积的配合结构，所述配合结构是在定子上设计环形凹槽，在转子对应设计环形凸起，形成第一配合结构；和/或者是在定子上设计环形凸起，在转子对应设计环形凹槽，形成第二配合结构，这样可以增大磁流变扭转减振器的阻尼力及动态范围。进一步，定子与减振器缸体的左端盖通过螺栓连接定位，定子的底部有周向均布的三个凸台，作为与左端盖的连接部，凸台之间的下凹部分就形成其内孔与内套筒和定子间的间隙连通的通道，这样结构更简洁。所述树脂密封带是在推进杆的螺旋条上顺着螺旋方向开槽，在槽中填充树脂而形成，使螺旋条与定子内壁之间密封。所述减振器缸体的外套筒与左、右端盖通过密封圈进行密封，分别通过均布在圆周上的螺纹孔固定连接，左、右端盖与定子安装螺纹孔处和推进杆安装轴颈处分别用密封圈进行密封。本发明的优点如下1、通过螺旋推进杆推动磁流变液做循环流动，充分利用了磁流变液的流动和剪切工作模式，产生的阻尼力大，可调范围宽，不需要补偿装置，整个结构密封好，磁流变液的轴向流动由螺旋推进杆驱动。2、磁流变效应利用率高，通过在转子和定子上加工相互配合的凹槽或凸起，增加磁流变液流动的通道长度和接触面积，提高磁流变扭转减振器产生的可调阻尼力。3、与现有的扭转减振装置相比较，本磁流变减振器结构紧凑，从而极大地扩展了磁流变扭转减振器设计理论和应用范围，具有更为广阔的研究价值和应用前景。
图1是磁流变扭转减振器结构示意图；图2是磁流变扭转减振器结构示意图左视图；图中1左端盖、2密封圈、3密封圈、4内套筒、5第一配合结构、6树脂密封带、7电磁线圈、8间隙、9定子、10推进杆、11第二配合结构、12卡簧、13外套筒、14连接盘、15卡簧、16右端盖、17密封轴承、18密封圈、19卡簧、20键、21卡簧、22卡簧、23磁流变液、24密封圈、25凸台。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步阐述参见图1和图2，本发明提出的磁流变扭转减振器，包括转子组件、绕有电磁线圈的定子9、磁流变液23、密封轴承17和减振器缸体组成。转子组件由带有螺旋推进结构的推进杆10、与推进杆固连的内套筒4和连接盘14组成，转子组件输入端通过联轴器与负载设备相连接。减振器缸体由外套筒13和左、右端盖I和16连接构成。定子9与减振器缸体固连接，并且外圆上绕有多级电磁线圈7。带有螺旋推进结构的推进杆10做旋转运动，推进杆10与定子9内壁间用树脂密封带6密封。内套筒4、定子9和外套筒13之间存在一定的间隙8，磁流变液24充满定子、转子和外套筒13之间的间隙。推进杆10上加工有螺旋条，推进杆10的外端通过均布在圆周上的四个键20与内套筒4端部的中心孔连接。内套筒4的这段还通过周向均布的六个螺纹孔与连接盘14固连结在一起。键20与内套筒通过两个卡簧12、15进行轴向固定，并且使用树脂进行密封。推进杆10上的螺旋条与定子的内壁的接触面上开有槽，使用树脂密封圈对其填充，形成树脂密封带6，使其与定子内壁之间密封。定子9与左端盖I通过均布在圆周的三个螺纹孔和位于中心的螺纹孔连接定位。定子9的左端部设计有均布的三个凸台25，作为与左端盖I的连接部，凸台之间的下凹部分就形成其内孔与内套筒4和定子9间的间隙连通的通道。以便于使推进杆10叶片挤压的磁流变液流到定子9、内套筒4和减振器缸体之间的间隙。外套筒13与两侧端盖1、16通过密封圈2、24进行密封，分别通过均布在圆周的六个螺纹孔固定连接；左右两侧端盖分别与定子安装螺纹孔处和转子安装轴颈处分别用密封圈3、18进行密封。密封轴承17对推进杆10进行支撑，密封轴承17通过两个卡簧21、22与右端盖进行轴向固定，转子10通过卡簧19对转子进行轴向固定。通过改变推进杆10上内套筒和定子9外圆面的配合形状，如互相加工有凹槽凸起，可以增加磁流变液流动的通道长度和接触面积，从而可以增大磁流变扭转减振器的阻尼力。这种配合结构可以是在定子上设计环形凹槽，在转子对应设计环形凸起，形成第一配合结构5，或者是在定子上设计环形凸起，在转子对应设计环形凹槽，形成第二配合结构11，增大磁流变扭转减振器的阻尼力及动态范围。本发明的工作原理是，输入端通过联轴器与负载设备相连，由负载设备带动转子组件旋转运动，定子进行固定保持不动；当转子组件旋转过程中，推进杆会将推进杆与定子内壁间的磁流变液通过定子左端面的槽挤压到内套筒、定子和减振器缸体之间的间隙；内套筒和减振器缸体之间的磁流变液不形成流动回路，所以几乎不流动，只起到存储磁流变液的作用；内套筒和定子之间的磁流变液与推进杆和定子内壁间的磁流变液形成流动的回路；在电磁线圈通电产生磁场后，磁流变液中的磁性颗粒成一定规律排列，当转子转动的时候，流动的回路使磁流变液产生流动工作模式，转子旋转使磁流变液产生剪切工作模式；通过改变电流的大小可以改变阻尼力的大小，从而实现扭转振动控制。
权利要求
1.一种磁流变扭转减振器，包括转子组件、定子(9)、磁流变液(23)和减振器缸体；所述减振器缸体由外套筒(13)和左、右端盖(1，16)连接构成；所述定子(9)与减振器缸体固定连接，并且外圆上绕有多级电磁线圈(7);所述转子组件安装在减振器缸体内，与定子(9)配合，其输入端通过联轴器与负载设备连接；其特征在于所述转子组件包括带有螺旋推进结构的推进杆(10)和内套筒(4)；所述带有螺旋推进结构的推进杆(10)是在一根转轴上加工螺旋条而形成，推进杆(10)的具有螺旋结构的一端安装在定子(9)的内孔中，外端作为转子组件的输入端，通过密封轴承(17)支撑在减振器缸体的右端盖(16)上，推进杆(10)的螺旋条与定子(9)的接触面上设置有树脂密封带；所述内套筒(4)套在定子(9)之外，两者之间留有供磁流变液通过的间隙(8)，内套筒的一端有中心孔，与推进杆(10)的对应部位键结合，并轴向固定；所述定子(9)的内孔底部有与内套筒(4)和定子(9)间的间隙连通的通道；所述磁流变液充满定子(9 )、内套筒(4 )和减振器缸体之间的间隙(8 )。
2.根据权利要求1所述的磁流变扭转减振器，其特征在于还有连接盘(14)，所述连接盘(14)套在推进杆上，通过螺栓连接在内套筒(4)端部，也与推进杆通过键连接，并通过卡簧(12)和(15)进行轴向固定。
3.根据权利要求1或2所述的磁流变扭转减振器，其特征在于所述内套筒(4)和定子(9)的配合面上形成有增加磁流变液流动的通道长度和接触面积的配合结构，所述配合结构是在定子上设计环形凹槽，在转子对应设计环形凸起，形成第一配合结构(5);和/或者是在定子上设计环形凸起，在转子对应设计环形凹槽，形成第二配合结构(11)。
4.根据权利要求1或2所述的磁流变扭转减振器，其特征在于所述定子(9)与减振器缸体的左端盖(I)通过螺栓连接定位，定子(9)的底部有周向均布的三个凸台，作为与左端盖(I)的连接部，凸台之间的下凹部分就形成其内孔与内套筒(4)和定子(9)间的间隙连通的通道。
5.根据权利要求1或2所述的磁流变扭转减振器，其特征在于所述树脂密封带是在推进杆(10)的螺旋条上顺着螺旋方向开槽，在槽中填充树脂而形成，使螺旋条与定子内壁之间密封。
6.根据权利要求1或2所述的磁流变扭转减振器，其特征在于减振器缸体的外套筒(13)与左、右端盖(1、16)通过密封圈(2、24)进行密封，分别通过均布在圆周上的螺纹孔固定连接，左、右端盖(1、16)与定子安装螺纹孔处和推进杆安装轴颈处分别用密封圈(3、18)进行密封。
全文摘要
本发明涉及一种磁流变扭转减振器，主要包括定子、转子、螺旋推进杆和减振器缸体，磁流变扭转减振器的输入端通过联轴器与负载设备连接。定子上绕有多级电磁线圈，定子外壁上加工有与转子匹配的凹槽或凸起，并与内套筒间存在一定的间隙；转子筒内壁加工有与定子匹配的凸起或凹槽；带有螺旋推进结构的推进杆、转子与螺旋推进杆通过连接盘互联；减振器缸体由外套筒、密封轴承和左右两个盖板组成，减振器缸体与内套筒形成一定的间隙；磁流变液充满定子、转子和减振器缸体之间的间隙。本发明充分利用了磁流变液剪切和流动两种工作模式，具有结构紧凑，可调阻尼力大，动态范围宽的优点，可广泛应用于扭转振动控制的场合。
文档编号F16F9/53GK103016602SQ201210528018
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月10日 优先权日2012年12月10日
发明者董小闵, 王小龙, 古晓科, 丁飞耀 申请人:重庆大学