一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器

本发明属于工程振动控制领域，具体涉及一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器。

背景技术：

1、阻尼器是一种提供运动阻力，耗减运动能量的装置，广泛应用于航空航天、桥梁建筑和军事工业等各个领域。按照应用场景不同，阻尼器可分为弹簧阻尼器、脉冲阻尼器和旋转阻尼器等多种类型，其中，旋转阻尼器主要用于减少旋转运动系统的振动和冲击，提高系统稳定性和运动精度。

2、然而，现有旋转阻尼器在结构功能、密封可靠性和实用适用程度等方面普遍存在以下问题：(1)结构功能单一，大都阻尼系数和阻尼力矩为固定值，不可调节，无法满足实际工程应用中对特定功能和技术指标的需求；(2)回程过程阻尼过大，需要较大复位力才能完成复位，影响其适用范围；(3)采用焊接粘接等密封方式，结构成本高，装卸维护不便；(4)内部构造过于复杂，装配效率低，生产成本高，可靠性不足；(5)仅单向旋转，转动范围小，输出阻尼力矩与角速度呈非线性关系，阻尼效果不稳定。

3、例如中国发明专利“一种单向旋转阻尼器”(申请公布号：cn111895041a)所提出的单向旋转阻尼器，装置仅外接轴正向旋转时对外输出阻尼效果，逆向旋转时无阻尼，转动范围小，回程阻力大，主轴经由弹簧带动旋转后，与阻尼油产生阻尼作用，导致输出阻尼力矩与角速度呈非线性关系，阻尼效果不稳定。

4、又如中国实用新型专利“双向旋转阻尼器”(授权公告号：cn208564272u)所提出的双向旋转阻尼器，装置中的缓冲轮双向转动通过轴体带动第二阻尼构件与第一阻尼构件形成旋转摩擦以形成阻尼状态，但是两阻尼构件之间会产生不可逆磨损，导致装置使用寿命缩短，可靠性降低；中国实用新型专利“一种轴式旋转阻尼器”(授权公告号：cn207830451u)所提出的轴式旋转阻尼器，装置中的芯轴与壳体在充满阻尼油的腔体内相对运动产生阻尼作用，结构功能单一，且阻尼系数和阻尼力矩无法根据实际工程需求进行调节。

5、又如中国发明专利“一种旋转阻尼器”(授权公告号：cn111561538b)所提出的旋转阻尼器，装置中的壳体与芯轴盖之间采用超声波焊接工艺，结构成本高，装卸维护不便；中国实用新型专利“一种可调旋转缓冲器”(授权公告号：cn201668342u)所提出的可调旋转缓冲器，装置中叶片的过油结构过于复杂，强度不足，过油单向阀整体性差，轴芯与叶片整体组装后套入筒身内腔操作不便，导致装置装配效率低，生产成本高。

技术实现思路

1、为了克服上述旋转阻尼器存在的弊端，满足旋转运动系统运动控制方面的需求，本发明提出一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器。

2、为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器，包括壳体、端盖、转轴、阀体和密封套筒；

4、所述的壳体为一体结构，其外表面设有连接座和安装座，分别用于连接端盖和外部设备；壳体内腔为圆柱体结构，内腔底部中心设有圆柱形槽，槽内设有轴承外圈挡肩，用于固定安装深沟球密封轴承；壳体内腔顶部设有圆柱形阶梯槽，用于安装矩形密封圈，增强壳体与端盖之间的密封效果；壳体内腔设有截面为扇形的固定叶片块，固定叶片块外侧上表面开设扇形凹槽，凹槽尺寸与阀体外形一致，阀体安装于凹槽内，且凹槽底部中心设有圆柱形槽，与阀体底部截面为菱形的限位块配合，固定叶片块的内环表面与内腔底部中心的圆柱形槽边沿重合。

5、所述的端盖为一体结构，其外表面设有连接座，与壳体的连接座相配合，端盖底部设有短圆柱形凸止口，止口侧面与壳体内腔的内壁贴合，止口端面与固定叶片块的上表面贴合，用于端盖定位和内腔顶部封闭；端盖中部设有环形槽，与壳体内腔顶部圆柱形阶梯槽相配合，形成沟槽以安装矩形密封圈；端盖内部设有圆柱形槽和密封沟槽，分别用于安装密封套筒和o形密封圈，且密封沟槽位于圆柱形槽上方，圆柱形槽底部与端盖底部表面齐平，圆柱形槽顶部与密封沟槽底部齐平；端盖的中心设有通孔，与圆柱形槽和密封沟槽同轴，用于转轴穿过，通过密封沟槽中的挡圈和o形密封圈实现转轴与端盖的密封。

6、所述的密封套筒位于端盖内部的圆柱形槽中，密封套筒中心设有阶梯孔，大孔内部设有轴承外圈挡肩，用于固定安装深沟球密封轴承，小孔用于转轴穿过。

7、所述的转轴为一体阶梯轴结构，转轴顶部伸出至端盖外，且转轴顶部设有键连接接口，用于连接外部设备旋转机构；转轴中部穿过密封套筒且二者之间通过深沟球密封轴承配合，下部位于壳体内腔中，底端通过深沟球密封轴承安装在壳体内腔底部中心的圆柱形槽中，与轴承配合安装处设有轴承内圈轴肩，用于轴承轴向固定；转轴下部大直径轴段与壳体固定叶片块的内环表面贴合，其外表面设有截面为扇形的旋转叶片块，旋转叶片块位于壳体内腔，旋转叶片块的外环外表面与壳体内腔的内壁贴合，旋转叶片块将壳体内腔分为两个容积腔，跟随转轴双向旋转驱动壳体内腔中的流体流向阀体的阻尼孔，改变两容积腔体积，体积减小的容积腔压力升高，反之压力降低，使得两容积腔产生压差，实现高压腔和低压腔的创建。

8、所述的阀体为扇形块体结构，底部设有截面为菱形的限位块，安装在壳体内腔中，阀体的外边沿与壳体内腔的内壁贴合，内边沿与壳体内腔固定叶片块的外环表面贴合；阀体在圆周方向设有截面为圆形的流体通道，即细长小孔形式的阻尼孔(l为孔长，d为孔径，l>4d)，阻尼效果与转速呈稳定线性关系，通过更换孔径不同外形尺寸相同的阀体，调整阻尼系数和阻尼力矩。

9、所述的壳体内腔中填充一定粘度的黏滞流体(如液压油、有机硅油、硅基胶和特种悬浮液)充当阻尼油，通过更换不同粘度的黏滞流体，调整阻尼系数和阻尼力矩。

10、本发明的效果和益处：

11、本发明结构形式新颖紧凑，装配工艺简单，易于维护，使用方便，可靠性高，密封效果好，生产成本低，使用寿命长；用户可根据自身使用需求，选择安装合适大小阻尼孔径的阀体，更换合适粘度的阻尼油，自主调节阻尼系数和阻尼力矩；速度型阻尼器，线性程度高，双向旋转，转动范围大，回程阻尼小，阻尼效果稳定。

技术特征：

1.一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器，其特征在于，所述的阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器包括壳体、端盖、转轴、阀体和密封套筒；

2.根据权利要求1所述的一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器，其特征在于，所述的阀体，阻尼效果与转速呈稳定线性关系，通过更换孔径不同外形尺寸相同的阀体，调整阻尼系数和阻尼力矩。

3.根据权利要求1或2所述的一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器，其特征在于，所述的壳体内腔中填充一定粘度的黏滞流体充当阻尼油，通过更换不同粘度的黏滞流体，调整阻尼系数和阻尼力矩。

技术总结
本发明属于工程振动控制领域，具体涉及一种阻尼可调的叶片式双向旋转阻尼器，包括壳体、端盖、转轴、阀体和密封套筒；本发明结构形式新颖紧凑，装配工艺简单，易于维护，使用方便，可靠性高，密封效果好，生产成本低，使用寿命长；用户可根据自身使用需求，选择安装合适大小阻尼孔径的阀体，更换合适粘度的阻尼油，自主调节阻尼系数和阻尼力矩；速度型阻尼器，线性程度高，双向旋转，转动范围大，回程阻尼小，阻尼效果稳定。

技术研发人员：张永顺,刘高仁,刘志军,董海,单庆
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14