本发明属于机械振动减振技术领域，尤其涉及一种采用双环串接式永磁铁的混合型动力吸振器。
背景技术：
机械振动不仅会导致机器本身的性能和可靠性降低，而且还会产生噪声。振动问题很大程度上是由于机械结构的性能不足引起的，因此如何有效地调节机械结构的刚度、阻尼，是车辆工程、船舶等各个领域所关切的问题。
动力吸振器分为被动型和主动性以及混合型三种形式。被动型吸振器是直接从外部对结构附加刚度和阻尼，具有结构简单、易于实现、工作可靠的特点，但在偏离最优状态的吸振效果会显著降低。主动型动力吸振器是通过主动单元根据设定的控制规律动态地调整系统的弹簧系数和阻尼系数，可以控制多个振动模态，然而其单独使用结构复杂、能耗较大。被动吸振器和主动吸振器结合技术的研究是当今的热点，混合型动力吸振器就是被动式吸振器和主动吸振器相结合的产物。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种线性度高、可控制、结构简单、能够高效降低机械结构振动的采用双环串接式永磁铁的混合型动力吸振器。
本发明所采用的技术方案为：一种采用双环串接式永磁铁的混合型动力吸振器，其特征在于：包括壳体，在壳体内连接有中轴杆，在中轴杆上套装有环形内磁铁组件，在壳体内壁安设有环形外磁铁组件，所述内磁铁组件和外磁铁组件对应设置，在中轴杆上还套装有辅助质量组件，所述辅助质量组件可以相对中轴杆轴向滑移，在辅助质量组件的两端分别配置有弹簧，两弹簧的两端分别与壳体的上下端相抵接，在辅助质量组件上安设有磁性阻尼，所述磁性阻尼安设在内磁铁组件和外磁铁组件之间，构成双环串接式永磁铁结构。
按上述技术方案，所述辅助质量组件包括圆柱状的辅助质量块，在辅助质量块的两端分别设有端板，两端板分别与中轴杆滑移连接，并与弹簧相抵接，在圆柱状的辅助质量块的外壁上设置磁性阻尼。
按上述技术方案，在圆柱状的辅助质量块的轴向设有多个环槽，在环槽内设置磁性阻尼。
按上述技术方案，所述内磁铁组件包括多个环形内永磁铁和多个环形内磁轭，内永磁铁和内磁轭相间布置，内永磁铁采用极性相对的方式串接。
按上述技术方案，所述外磁铁组件包括多个环形外永磁铁和多个环形外磁轭，外永磁铁和外磁轭相间布置，外磁铁采用极性相对的方式串接，两相对布置的内永磁铁和外永磁铁的极性相反，在由内永磁铁、内磁轭、外永磁铁、外磁轭构成的磁路中，当磁性阻尼中通入电流，磁性阻尼会受到电磁力，会带着辅助质量块沿中轴杆上下振动。
按上述技术方案，内永磁铁和外永磁铁材料选用磁性强的汝铁硼，采用辐射充磁，使其磁化方向为轴向。
按上述技术方案，所述壳体包括圆柱状外壳，在外壳的内侧设有台阶孔，所述外磁铁组件安设在台阶孔处，一端通过台阶孔限位，另一端通过支撑架定位，所述外壳的两端分别连接有外端板。
按上述技术方案，所述磁性阻尼由多段线圈组成，通过调节线圈的电流方向，可使多段线圈的电磁驱动力为同一方向。
按上述技术方案，所述中轴杆为变径中轴杆，中间段轴径大，两端轴径小，所述内磁铁组件套装在中间段，在中间段上设有止挡凸缘，所述内磁铁组件的下端通过止挡凸缘定位，上的通过轴端弹性挡圈定位。
按上述技术方案，所述内永磁铁的厚度在7-9mm之间，内径在30-34mm之间，外径在68-72mm之间；所述外永磁铁的厚度在7-9mm之间，内径在118-122mm之间，外径在138-142mm之间；所述磁轭厚度为14-18mm。
本发明利用了电磁学基本原理，首先利用了通电导线在磁场中会产生安培力(电磁驱动力)，其次利用了闭合电路的导线在磁场中作切割磁感线运动会产生与运动方向相反的电磁阻尼力(磁性阻尼)，然后通过使振动能量以焦耳热的形式耗散在线圈中。从而实现结构的振动控制。
本发明所取得的有益效果为：和现有技术相比，本发明具有如下优点：
1、传统的动力吸振器是被动型动力吸振器，其刚度和阻尼是不可调节，因此只能对单一振系下的机械结构进行减振控制，而本发明设计的混合型动力吸振器可以通过改变线圈电流来改变电磁驱动力，可以适应不同振系，而且相对于被动控制具有响应快、频响宽、易控制等特点；
2、可通过设计环状永磁铁的厚度和横截面积，调整磁轭的几何参数改变空间磁场分布，适用性强；
3、现有的电磁吸振器在磁路中产生的磁感应强度不够大或者分布不均匀，本发明设计的轴向充磁的外永磁铁或内永磁铁采用极性相对的方式进行串接；采用双环永磁铁，能使磁性阻尼处的磁感应强度足够大；采用磁轭能使线圈位置的磁感线分布均匀。
4、相对于其他已有的动力吸振器而言，本发明具有结构简单，工作可靠，维修方便，线性度好，无摩擦，响应快，频响宽，易控制的特点。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的磁路部分示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
如图1所示，本实施例提供了一种采用双环串接式永磁铁的混合型动力吸振器，包括壳体，在壳体内连接有中轴杆7，在中轴杆7上套装有环形内磁铁组件，在壳体内壁安设有环形外磁铁组件，所述内磁铁组件和外磁铁组件对应设置，在中轴杆7上还套装有辅助质量组件，所述辅助质量组件可以相对中轴杆轴向滑移，在辅助质量组件的两端分别配置有弹簧6，两弹簧6的两端分别与壳体的上下端相抵接，在辅助质量组件上安设有磁性阻尼10，所述磁性阻尼10安设在内磁铁组件和外磁铁组件之间，构成双环串接式永磁铁结构。所述内磁铁组件包括多个环形内永磁铁12和多个环形内磁轭11，内永磁铁12和内磁轭11相间布置，内永磁铁采用极性相对的方式串接。所述外磁铁组件包括多个环形外永磁铁3和多个环形外磁轭2，外永磁铁3和外磁轭2相间布置，外磁铁3采用极性相对的方式串接，两相对布置的内永磁铁12和外永磁铁3的极性相反，在由内永磁铁12、内磁轭11、外永磁铁3、外磁轭2构成的磁路中，当磁性阻尼10中通入电流，磁性阻尼10会受到电磁力，会带着辅助质量块沿中轴杆7上下振动(其磁路如图2所示)。
所述壳体包括圆柱状外壳1，在外壳1的内侧设有台阶孔，所述外磁铁组件安设在台阶孔处，一端通过台阶孔限位，另一端通过支撑架4定位，所述外壳的两端分别连接有外端板5、14。
所述中轴杆7为变径中轴杆，中间段轴径大，两端轴径小，所述内磁铁组件套装在中间段，在中间段上设有止挡凸缘，所述内磁铁组件的下端通过止挡凸缘定位，上端通过轴端弹性挡圈8定位。
所述辅助质量组件包括圆柱状的辅助质量块9，在辅助质量块的两端分别设有端板13，两端板分别与中轴杆7滑移连接，并与弹簧6相抵接，在圆柱状的辅助质量块9的外壁上设有多个环槽，在环槽内设置磁性阻尼10。所述磁性阻尼10由多段线圈组成，通过调节线圈的电流方向，可使多段线圈的电磁驱动力为同一方向，在辅助质量块9上设有径向接线孔，隔断线段通过径向接线孔的导线相连。
本实施例中，内永磁铁12和内磁轭11通过粘结的方式固定，并且通过弹性垫圈8固定于中轴杆7上；外永磁铁3和外磁轭2通过粘结的方式固定，内、外永磁铁的磁极相反排列。内永磁铁和外永磁铁材料选用磁性强的汝铁硼，采用辐射充磁，使其磁化方向为轴向，永磁铁3采用极性相对的方式进行串接，能使磁性阻尼10所在的磁场方向一致；采用双环永磁铁3、12，可以使磁性阻尼10所处的磁场强度大幅度增强。所述外磁轭2，内磁轭11采用导磁率高的材料。所述中轴杆7采用40cr。其他的零部件材料优选非导磁性或弱导磁性的材料。
作为本发明的优选实施方式：所述内永磁铁12的厚度在7-9mm之间，内径在30-34，外径在68-72mm之间；所述外永磁铁3的厚度在7-9mm之间，内径在118-122mm之间，外径在138-142mm之间；所述磁轭(2,11)厚度为14-18mm，可以通过调节磁轭和永磁铁的厚度比，来改变磁场的分布。
本发明的工作原理如下：混合型动力吸振器通过螺栓固定于吸振对象，在吸振对象以外形成一个附加的动力学系统。当吸振对象受到外界激励产生振动时，混合型动力吸振器的辅助质量(9,13)和弹簧(6)构成的共振系统将吸振对象的振动吸收过来，由于有直线轴承的约束，辅助质量只会有轴向振幅。在由永磁铁(3,12)和磁轭(2,11)组成的磁路中，当磁性阻尼(10)通电流，产生一个轴向的电磁驱动力，通过调节线圈电流，改变电磁驱动力，当电磁驱动力与吸振系统所吸收的扰动达到振动调谐状态，通过线圈使振动能量以焦耳热的形式耗散在结构中，就能达到非常好的吸振效果。综上。该双环串接永磁铁式混合型动力吸振器具有响应快、易控制、结构简单的特点，对于振动平台的多模态振动有良好的吸振效果。