一种新型磁流变液多级调控隔振器的制作方法

本发明属于智能材料减振领域，具体涉及一种新型磁流变液多级调控隔振器。

背景技术：

振动会引起一系列问题，比如振动引起机械零部件的疲劳损坏、松脱断裂失效、直接或间接造成设备事故。鉴于此在航天航空、军工枪炮、汽车等行业中已使用各种各样的阻尼器或隔振器来减振降噪。

磁流变液是一种在磁场作用下能够快速、可逆地由流动性良好的牛顿流体转变为高黏度、低流动性的bingham弹塑性体的智能材料。磁流变液能够随着外部磁场的变化快速地改变自身状态(响应时间短)，能耗较小，能够输出较大的阻尼力。

目前发明使用的磁流变阻尼器或隔振器，大部分都是属于活塞孔隙流动模式，这种磁流变阻尼器因阻尼力可调范围窄、磁场作用区域小、磁流变液利用率低以及沉降稳定性差等缺点，使得所能提供的阻尼力范围有限。

技术实现要素：

本专利的目的是提供一种结合旁路阻尼控制的新型磁流变液多级调控隔振器。

本发明的目的是这样实现的：

一种新型磁流变液多级调控隔振器，结合旁路阻尼控制的多级调控隔振器，在传统磁流变隔振器的缸内活塞孔隙流动模式基础上，加入阻尼旁通回路结构，并将以往单级磁场工作区域设计成多级可控磁场，所述隔振器包括活塞杆、聚氨酯弹性元件、活塞杆上下端盖、储存磁流变液的活塞筒；活塞筒外部布置多层电磁铁，每层电磁铁间隔处都设计有阻尼回路，在阻尼回路上设有磁流变液阀，通过旁路的磁流变液阀控制阻尼回路中受磁场作用区域的磁流变液黏度，控制磁流变液的流通速度，进行阻尼控制。

磁流变液阻尼器的控制部分由加速度传感器、位移传感器、智能控制器、程控直流电源构成，根据外界的振动自动调节活塞筒外部励磁线圈和旁路磁流变液阀中励磁线圈的电流大小。

本发明的有益效果在于：

在不加电流作用下或控制系统故障时，磁流变液多级调控隔振器变成传统的旁路阻尼器，磁流变液在活塞杆作用时从管壁阻尼孔流出，同样具有一定的阻尼力可起到减振作用。多层电磁铁布置可以实现单独可控、逐级变化的特点，使得振动经过硬层-软层-硬层的过程，增强了隔振效果。本磁流变液多级调控隔振器不仅从磁流变液剪切阻尼力角度减振，利用磁流变液在磁场作用下产生流变特性，其阻尼力可以在毫秒级时间里瞬间增大，阻碍活塞运动起到减振效果；还引入旁路可变阻尼循环回路的方式，解决磁流变液沉降问题的同时，多了一层阻尼关卡，增加了磁流变液的利用率和隔振效果。隔振器采用外置电磁铁和旁路阻尼回路，缩短了阻尼器长度，可用于船舶柴油机减振、浮筏隔振器等对空间要求较高的场所。

附图说明

图1是磁流变液多级调控隔振器的结构示意图；

图2是外置电磁铁俯视图；

图3是电磁铁工作磁路示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

该新型隔振器在传统磁流变隔振器的缸内活塞孔隙流动模式基础上，加入阻尼旁通回路结构，并将以往单级磁场工作区域设计成多级调控磁场，这样不但可以独立调控磁流变液每级的旁路和缸内阻尼大小，提升了磁流变液的利用率，还通过循环流动解决磁流变液沉降稳定性的问题。

一种基于磁流变液材料的新型智能隔振器，所述的磁流变液多级调控隔振器包括活塞杆、聚氨酯弹性元件、活塞杆上下端盖、储存磁流变液的活塞筒。活塞筒外部布置多层电磁铁，每层电磁铁间隔处都设计有阻尼回路，在阻尼回路上设有磁流变液阀，可以通过旁路的磁流变液阀控制阻尼回路中受磁场作用区域的磁流变液黏度，进而控制磁流变液的流通速度，起到阻尼作用。外部多级电磁铁目的是产生横向穿过活塞筒的均匀磁场，这样在活塞筒内部存在横向的均匀磁场，使得活塞杆每次上下振动都会先接触受到磁场作用的粘稠磁流变液，当向下运动时，下工作腔的磁流变液被挤入阻尼孔，这部分磁流变液从旁路的阻尼回路流经磁流变液阀至上工作腔。当活塞杆反向作用时，上工作腔的磁流变液经旁路阻尼回路流回下工作腔，这样不但多了一道阻尼关卡，增加了磁流变液的利用率，还可以解决磁流变液隔振器沉降的问题。

磁流变液多级调控隔振器器的控制部分由加速度传感器、位移传感器、智能控制器、程控直流电源等构成，可实现根据外界的振动自动调节活塞筒外部励磁线圈和旁路磁流变液阀中励磁线圈的电流大小，使得磁流变液阻尼器具有自适应性。

下面参照图1、图3进一步描述磁流变液多级调控隔振器。

图中序号代表的零件名称：

1活塞上端盖；2聚氨酯弹性元件；3隔振器上端盖；4旁路阻尼管路；5旁路磁流变液阀；6活塞筒阻尼孔；7工作腔；8活塞杆；9密封圈；10外置电磁铁；11活塞筒；12励磁线圈。

图1是磁流变液多级调控隔振器的结构示意图。其特征在于：所述的磁流变液隔振器是由工作腔及外部控制系统两部分组成。工作腔包括活塞杆上下端、旁路阻尼回路、外置多级电磁铁；控制系统部分包括传感器、控制器、直流电源等。

当活塞杆上下运动时，外部传感器将检测到的加速度信号传给控制器，控制器经过振动分析，按照所需要的减振需求产生控制信号，将控制电流施加到工作腔外置多级电磁铁和旁路阻尼回路上的磁流变液阀，工作腔中的磁流变液受横向磁场作用产生流变效应，其阻尼力瞬时大幅增加，阻碍活塞杆运动，同时一部分磁流变液经过活塞筒壁的阻尼孔流入旁路阻尼回路，受磁流变阀作用流速减慢，该磁流变隔振器不仅从阻尼力角度减振，还通过旁路回路减缓流速起到阻尼作用。

图3是磁流变液多级调控器中的励磁线圈两端加载电流时内部形成的工作磁路示意图。当螺线管线圈通入电流时，磁场沿着导磁体穿过工作腔，多级电磁铁在工作腔内形成了硬层-软层-硬层的排列分布，使得振动不断耗散在多层阻尼结构中。

技术特征：

技术总结
本发明属于智能材料减振领域，具体涉及一种新型磁流变液多级调控隔振器。本发明结合旁路阻尼控制的多级调控隔振器，在传统磁流变隔振器的缸内活塞孔隙流动模式基础上，加入阻尼旁通回路结构，并将以往单级磁场工作区域设计成多级可控磁场，所述隔振器包括活塞杆、聚氨酯弹性元件、活塞杆上下端盖、储存磁流变液的活塞筒。在不加电流作用下或控制系统故障时，磁流变液多级调控隔振器变成传统的旁路阻尼器，磁流变液在活塞杆作用时从管壁阻尼孔流出，同样具有一定的阻尼力可起到减振作用。多层电磁铁布置可以实现单独可控、逐级变化的特点，使得振动经过硬层‑软层‑硬层的过程，增强了隔振效果。

技术研发人员：刘少刚;赵丹;韩维光;冯立锋;石新新;赵跃超;杨加庆;陈璐;赵斯亮;刘洋
受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学
技术研发日：2017.03.21
技术公布日：2017.08.18