一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器的制作方法

文档序号:15214512发布日期:2018-08-21 16:41阅读:309来源:国知局

本实用新型涉及阻尼器技术领域,尤其涉及一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器。



背景技术:

现有的磁流变阻尼器主要采用工作缸、活塞、及活塞杆的结构,工作缸内充满了磁流变液,磁流变液在励磁线圈产生的磁场作用下,通过活塞杆带动活塞在工作缸内的往复运动来产生阻尼力。

为了防止由于磁流变液泄漏,而导致阻尼器性能下降,需要对工作缸进行良好密封。

再者,磁流变液是由高磁导率、低磁滞性的微小软磁性颗粒和作为载液的非导磁性液体(如硅油、矿物油等)混合而成的悬浮体,由于磁性颗粒密度较高,而载液密度较低,密度差的存在使得磁性颗粒容易沉降,严重影响阻尼器的性能。

综上,现有技术的磁流变阻尼器存在磁流变液密封难和易沉降的问题。



技术实现要素:

本实用新型的目的在于提供一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器,解决了现有技术中由于磁流变阻尼器的磁流变液密封难、易沉降而导致阻尼器性能下降的问题。本实用新型不需要对阻尼器进行绝对密封,磁性颗粒不会随时间而沉降,性能好。

为达到上述目的,本实用新型采用如下技术方案:

本实用新型提供了一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器,包括导磁外套筒,导磁外套筒内套设有螺线管,螺线管上缠有线圈绕组,线圈绕组与直流电源连接;螺线管内放置有相互平行的上磁流变弹性体和下磁流变弹性体,上磁流变弹性体和下磁流变弹性体之间设置有导磁活塞;上磁流变弹性体的上部设置有上导磁体;上磁流变弹性体和上导磁体上设有通孔,通孔内设有能够沿通孔上下移动的活塞杆,活塞杆的一端连接有上铰球座,活塞杆的另一端与导磁活塞固定连接;下磁流变弹性体的下部设置有下导磁体;下导磁体的下部连接有下铰球座。

更进一步地,本实用新型的特点还在于:

上导磁体的下表面与上磁流变弹性体的上表面接触,上导磁体的侧壁上部与导磁外套筒固定连接,上导磁体的侧壁下部与螺线管的内表面接触;

下导磁体的上表面与下磁流变弹性体的下表面接触,下导磁体的侧壁上部与螺线管的内表面接触,下导磁体的侧壁下部与导磁外套筒固定连接。

活塞杆上设置有用于检测作用于上球铰座和下球铰座的力的大小的传感器,传感器与控制器连接,控制器与直流电源连接,控制器能够根据作用于上球铰座和下球铰座的力的大小控制直流电源的电流大小。

上磁流变弹性体和下磁流变弹性体放置在螺线管的中部。

导磁外套筒上设有用于提供线圈绕组的通电导线穿过的导线孔。

上导磁体的侧壁上部与导磁外套筒螺纹连接,下导磁体的侧壁下部与导磁外套筒螺纹连接。

导磁活塞和活塞杆螺纹连接。

上导磁体、下导磁体、导磁活塞以及导磁外套筒均采用高磁导率材料。

活塞杆和螺线管均采用非导磁材料。

与现有技术相比,本实用新型具有以下有益的技术效果:

本实用新型提供的一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器,通过给线圈绕组通入直流电流,使得螺线管内部产生磁场;上磁流变弹性体和下磁流变弹性体在磁场的作用下,其刚度和阻尼产生变化,从而达到抑制振动的作用。本实用新型很好地解决了磁流变液存在的密封难和易沉降的问题,在磁流变弹性体中载液被橡胶类物质所代替,磁性颗粒不会随时间而沉降,不需要绝对密封。

进一步地,本实用新型通入线圈绕组的电流大小由附着在活塞杆上的传感器和控制器控制,电流的大小随着作用于下球铰座和上球铰座的力的大小而改变,从而改变螺线管所产生磁场的大小,进而改变磁流变弹性体的刚度和阻尼,使振动得到有效抑制。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器的结构示意图。

图2为图1中A-A的剖视图。

图3为图1中B-B的剖视图。

图4为本实用新型提供的一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器的三维示意图。

图5为本实用新型提供的一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器的剖面三维示意图。

图6为本实用新型提供的一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器的内部三维示意图。

图7为本实用新型提供的线圈螺线管的结构示意图。

图8为本实用新型提供的导磁外套筒的结构示意图。

图中,1为下导磁体,2为上导磁体,3为下磁流变弹性体,4为上磁流变弹性体,5为导磁活塞,6为导磁外套筒,7为螺线管,8为线圈绕组,9为活塞杆,10为下铰球座,11为上铰球座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述:

参见图1-8,本实用新型提供了一种基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器,包括导磁外套筒6,导磁外套筒6内套设有螺线管7,螺线管7上缠有线圈绕组8,线圈绕组8与直流电源连接;螺线管7内放置有相互平行的上磁流变弹性体4和下磁流变弹性体3,上磁流变弹性体4和下磁流变弹性体3之间设置有导磁活塞5;上磁流变弹性体4的上部设置有上导磁体2,上导磁体2的下表面与上磁流变弹性体4的上表面接触,上导磁体2的侧壁上部与导磁外套筒6固定连接,上导磁体2的侧壁下部与螺线管7的内表面接触;上磁流变弹性体4和上导磁体2上设有通孔,通孔内设有能够沿通孔上下移动的活塞杆9,活塞杆9的一端连接有上铰球座11,活塞杆9的另一端与导磁活塞5固定连接;下磁流变弹性体3的下部设置有下导磁体1,下导磁体1的上表面与下磁流变弹性体3的下表面接触,下导磁体1的侧壁上部与螺线管7的内表面接触,下导磁体1的侧壁下部与导磁外套筒6固定连接;下导磁体1的下部连接有下铰球座10。

当线圈绕组8中通入直流电流后,由于电磁感应效应,螺线管7内部和线圈绕组8周围将产生磁场,且磁极位于线圈绕组8的两端,可由右手定则判定,同时,在该磁流变弹体阻尼器中,将产生闭合磁路。而阻尼器中的上磁流变弹性体4和下磁流变弹性体3受到磁场的作用,由于磁流变弹性体的磁致效应,材料本身的刚度和阻尼将产生变化,从而达到抑制振动的作用。阻尼器产生阻尼力的大小与施加在上磁流变弹性体4和下磁流变弹性体3上的磁场强度有关,而施加在磁流变弹性体上的磁场强度与通入线圈绕组8的直流电流大小有关,因而可以利用通入线圈中的电流来控制磁流变阻尼器的刚度和阻尼。而当断开电源后,线圈绕组8中失去电流,原本存在于线圈绕组8周围的磁场也会随即消失,由于磁流变弹性体的可逆牲,该磁流变阻尼器的刚度和阻尼迅速恢复到初始状态。

在本实用新型中,上导磁体2、下导磁体1、导磁活塞5以及导磁外套筒6均采用高磁导率材料制成,与下磁流变弹性体3和上磁流变弹性体4共同形成闭合磁路,非导磁材料制成的螺线管7上缠有线圈绕组8,在接通直流电源后,在螺线管7内部会产生强磁场,磁场会作用于下磁流变弹性体3和上磁流变弹性体4上。

本实用新型的上磁流变弹性体4和下磁流变弹性体3是磁流变材料的一个新的分支,它是由混合有磁性颗粒的天然橡胶或硅橡胶基体在外加磁场的作用下固化制得,固化后这种材料的刚度和阻尼可随外加磁场的变化而变化。本实用新型通过改变线圈绕组8内的电流大小来改变螺线管7内的磁感应强度,从而控制下磁流变弹性体3和上磁流变弹性体4的刚度和阻尼,进而调节阻尼器性能,达到消能减震的作用。

需要说明的是,下磁流变弹性体3和上磁流变弹性体4因配制比例、固化环境、颗粒和基体等因素都会影响磁流变弹性体的最终性能,本实用新型采用的磁流变弹性体在磁场作用下制备,其中的磁性颗粒以有序的链状结构分布在弹性体的基体中,能产生需要的磁流变效应。

本实用新型的下球铰座和上球铰座分别与不同的施力端连接,当作用在下球铰座和作用在上球铰座的力为拉力时,导磁活塞5在活塞杆9的作用下与上导磁体2挤压上磁流变弹性体4,上磁流变弹性体4起主要作用。当作用在下球铰座和作用在上球铰座的力为压力时,活塞在活塞杆9的作用下与下导磁体1挤压下磁流变弹性体3,下磁流变弹性体3起主要作用。通入线圈绕组8的电流大小由附着在活塞杆9上的传感器和控制器控制,电流的大小随着作用于下球铰座和上球铰座的力的大小而改变,从而改变螺线管7所产生磁场的大小,进而改变磁流变弹性体的刚度和阻尼,使振动得到有效抑制。

优选地,由于螺线管7中部的磁场最大,本实用新型将上磁流变弹性体4和下磁流变弹性体3放置在螺线管7的中部。

优选地,导磁外套筒6上设有用于提供线圈绕组8的通电导线穿过的导线孔。

本实用新型的具体连接关系如下:下导磁体1和下球铰座为一个整体,可用螺栓连接或焊接,要保证其整体强度。下导磁体1和导磁外套筒6的接触部分预设有螺纹,两者之间用螺纹连接。下磁流变弹性体3水平放置于下导磁体1的上表面,下磁流变弹性体3与螺线管7的内表面接触,导磁活塞5和活塞杆9之间采用螺纹连接,上磁流变弹性体4和上导磁体2预设有通孔,活塞杆9穿过通孔与上球铰座连接,活塞杆9与通孔之间预留可供活塞杆9上下活动的间隙,上导磁体2与导磁套筒之间用螺纹连接,导磁套筒预设有导线孔,可供缠绕在螺线管7上的线圈绕组8的通电导线穿过导线孔与直流电源连接。

综上所述,本实用新型提供的一种基于磁流变弹性体制成的基于磁流变弹性体的磁流变阻尼器,很好地解决了磁流变液存在的密封难和易沉降的问题,在磁流变弹性体中载液被橡胶类物质(如硅橡胶、天然橡胶等)所代替,磁性颗粒不会随时间而沉降,不需要绝对密封。

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