一种采用外置式弹簧进行自动保护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，尤其涉及一种采用外置式弹簧进行自动保护的磁流变阻尼器。

背景技术：

阻尼器是一种安置在结构系统上的特殊构件，可以提供运动阻力，耗减运动能量，并广泛应用在航空航天、军工、枪炮、汽车等行业。从20世纪70年代以来，人们逐步把这些技术应用到建筑、桥梁、铁路等结构工程中，并且发展十分迅速。

传统弹簧阻尼器和具有可变阻尼的磁流变阻尼器是两种典型的阻尼器。弹簧阻尼器主要依靠弹簧的压缩和回弹来消能减振，达到耗减振动能量的目的。由于其结构简单，减振性能良好，能同时承受静载荷和动态冲击载荷，且便于维护与更换，因此受到各个工业领域的青睐。但随着科技进步与发展，以及人们生活水平的日益提高，对减振器的低噪性和舒适性提出了更高的要求，弹簧减振会产生零件之间的摩擦和碰撞，不仅会产生大量噪声，还会引起颠簸等不舒适感。

磁流变液的问世给解决上述难题带来了新的思路，磁流变液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。磁流变液在磁场作用下的流变特性是瞬间可逆的，而且其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系。基于上述优良性能，以磁流变液为载液的磁流变阻尼器应运而生。磁流变阻尼器是一种广泛应用于半主动控制系统中的新型智能阻尼器件，目前，磁流变阻尼器已广泛应用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。但是磁流变液需要在磁场作用下才能有效工作，将磁流变液的流道置于可控磁场的闭合回路上，工作时，通过给激励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。通过控制作用在磁通回路上的励磁磁场就可以改变磁流变液的剪切应力，实现磁流变阻尼器的阻尼力无级调节。但是，当外部供电电路受阻或突然断电时，磁流变阻尼器的减振作用将不能得到发挥，此时外部的继续振动有可能会对磁流变阻尼器的结构造成破坏，并影响整个设备正常工作。

技术实现要素：

为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提供一种采用外置式弹簧进行自动保护的磁流变阻尼器，把弹簧减振与磁流变液阻尼减振结合起来。正常工作时，阻尼器的活塞杆与缸体相对运动，当给励磁线圈通电，磁流变液流经通道内产生磁场，形成可控阻尼力，阻碍活塞头运动，达到减振目的。当励磁线圈供电电路突然中断时，可利用阻尼器缸体外的外置式弹簧蓄能，继续使阻尼器发挥减振作用，并使阻尼器免受外部载荷冲击而损坏内部结构，起到自动保护作用。

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)、阻尼器缸体(3)、活塞套筒(4)、活塞头(5)、活塞头右端盖(6)、浮动活塞(7)、右吊耳(8)、补偿弹簧(9)、阻尼器右端盖(10)、励磁线圈(11)、活塞头左端盖(12)、阻尼器左端盖(13)、外置式弹簧(14)及弹簧挡板(15)；左吊耳(1)与弹簧挡板(15)通过螺纹紧固连接；活塞杆(2)左端与弹簧挡板(15)右端通过螺纹紧固连接；活塞杆(2)右端与活塞头(5)通过螺纹紧固连接；阻尼器左端盖(13)中间加工有圆形通孔，活塞杆(2)与阻尼器左端盖(13)圆形通孔内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器左端盖(13)与阻尼器缸体(3)通过密封圈密封，并通过螺钉固定连接；活塞头左端盖(12)与活塞套筒(4)通过螺钉固定连接；活塞头右端盖(6)与活塞套筒(4)通过螺钉固定连接；活塞套筒(4)外表面与阻尼器缸体(3)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；活塞头(5)外表面加工有圆环形凹槽，励磁线圈(11)缠绕在凹槽内；浮动活塞(7)外表面与阻尼器缸体(3)内表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；阻尼器右端盖(10)左端中间加工有圆形沉孔，补偿弹簧(9)左端与阻尼器右端盖(10)圆形沉孔间隙配合，补偿弹簧(9)右端与浮动活塞(7)右端面接触；阻尼器右端盖(10)与阻尼器缸体(3)通过密封圈密封，并通过螺钉固定连接；右吊耳(8)和阻尼器右端盖(10)右端通过螺纹紧固连接；外置式弹簧(14)置于阻尼器缸体(3)外，其左端与弹簧挡板(15)右端面接触，其右端与阻尼器右端盖(10)左端面接触。活塞头(5)外表面和活塞套筒(4)内表面之间设有径向间隙为3.0 mm的圆环形液流通道；活塞头左端盖(12)加工有两个周向均匀布置的腰形通孔，活塞头右端盖(6)加工有两个周向均匀布置的腰形通孔；腰形通孔与圆环形液流通道共同组成磁流变液流经的液流通道；励磁线圈(11)的两根引线通过活塞头(5)外表面的引线槽，经活塞杆(2)和弹簧挡板(15)的引线孔引出；阻尼器左端盖(13)、活塞头左端盖(12)以及阻尼器缸体(3)之间围成封闭容腔Ⅰ；活塞头右端盖(6)、阻尼器缸体(3)以及浮动活塞(7)之间围成封闭容腔Ⅱ；封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅱ内填充磁流变液；当活塞杆(2)沿轴向方向受拉伸时，封闭容腔Ⅰ内的磁流变液经过液流通道进入封闭容腔Ⅱ；当活塞杆(2)沿轴向方向受压缩时，封闭容腔Ⅱ内的磁流变液经过液流通道进入封闭容腔Ⅰ；活塞杆(2)沿轴向方向运动时，封闭容腔Ⅰ和封闭容腔Ⅱ的体积会发生相应变化，此时浮动活塞(7)会通过轴向方向的左右浮动来实现体积补偿，而补偿弹簧(9)会支撑浮动活塞(7)的运动，也可以起到消振的作用。

本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：

(1) 与传统阻尼器相比，本实用新型结合了弹簧阻尼器和磁流变阻尼器的优点，提高了消能减振效率及使用舒适度。

(2) 本实用新型外置式弹簧在发生故障断电时，能发挥减振效果并自动保护阻尼器，避免外部持续冲击造成阻尼器损坏，从而拓宽了磁流变液阻尼器的应用场合。

(3) 本实用新型在活塞杆两端加工有螺纹，可分别与弹簧挡板和活塞头通过螺纹紧固连接，有利于外置式弹簧以及整个阻尼器的装配和拆卸。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用活塞头左端盖左视图。

具体实施方式

图1是本实用新型结构示意图，包括左吊耳(1)、活塞杆(2)、阻尼器缸体(3)、活塞套筒(4)、活塞头(5)、活塞头右端盖(6)、浮动活塞(7)、右吊耳(8)、补偿弹簧(9)、阻尼器右端盖(10)、励磁线圈(11)、活塞头左端盖(12)、阻尼器左端盖(13)、外置式弹簧(14)及弹簧挡板(15)。

图2是本实用新型活塞头左端盖左视图，活塞头左端盖(12)加工有两个周向均匀布置的腰形通孔。

本实用新型工作原理如下：

阻尼器正常工作时，活塞杆(2)与阻尼器缸体(3)相对运动，通过套在阻尼器缸体(3)外的外置式弹簧(14)吸收一部分振动能量。励磁线圈(11)通电后在磁流变液的流经通道内产生磁场，使磁场范围内的磁流变液工作，形成可控阻尼力，阻碍活塞头(5)继续运动，达到减振目的。当活塞杆(2)推动活塞头(5)运动时，会改变封闭容腔Ⅰ与封闭容腔Ⅱ的体积，此时补偿弹簧(9)会支撑浮动活塞(7)的运动，也可起到消振作用。

由于故障导致供电线路中断时，此时外置式弹簧(14)会继续蓄能，发挥主要减振功能，并自动保护阻尼器内部结构免受损坏。