專(zhuān)利名稱(chēng)：結(jié)構(gòu)可變的直動(dòng)式磁流變液阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種直動(dòng)式阻尼器，特別是一種通過(guò)可拆活塞與止推銷(xiāo)靈活改變阻尼器結(jié)構(gòu)的直動(dòng)式磁流變液阻尼器，屬于工程振動(dòng)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁流變液是由基液、懸浮于基液的磁性材料和穩(wěn)定劑組成，具有磁性材料的特性和液體流動(dòng)性。在外加磁場(chǎng)作用下，磁流變液的流變特性可發(fā)生急劇變化，并且流變特性隨著外加磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化而變化。磁流變液的表觀粘度的變化是連續(xù)的、可逆的、迅速的且易于控制，即磁流變液的表觀粘度具有無(wú)級(jí)可調(diào)的特性，從而使磁流變液在汽車(chē)、機(jī)械、建筑、醫(yī)療等領(lǐng)域得到了相應(yīng)的應(yīng)用，并且成為當(dāng)前智能材料研究的一個(gè)重要分支。
磁流變液阻尼器是磁流變液的一種重要應(yīng)用方面，可用于控制工程機(jī)械系統(tǒng)的阻尼和剛度。磁流變液阻尼器具有體積小，工耗少，阻尼力較大，動(dòng)態(tài)范圍廣，頻率響應(yīng)高以及適應(yīng)面寬的優(yōu)點(diǎn)，特別是磁流變液阻尼器避免了傳統(tǒng)的被動(dòng)式阻尼器適應(yīng)性差和主動(dòng)式阻尼器控制算法復(fù)雜和控制器穩(wěn)定性問(wèn)題，被認(rèn)為是主動(dòng)式、被動(dòng)式控制元件的理想替代裝置。
目前，國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)了各種基于磁流變液的阻尼器，歸結(jié)起來(lái)可以分為三大類(lèi)壓力驅(qū)動(dòng)模式，剪切模式和擠壓模式。已有技術(shù)中美國(guó)Lord公司制造的用于大型載重汽車(chē)司機(jī)座椅半主動(dòng)減振系統(tǒng)的直動(dòng)式磁流變液阻尼器(U.S.Patent5547049)以及專(zhuān)利號(hào)為ZL00229769.8名稱(chēng)為“一種新型磁流變流體阻尼器”的實(shí)用新型專(zhuān)利，其磁流變液的通路和相關(guān)的磁路包含在活塞內(nèi)，電流通過(guò)中空活塞桿中的導(dǎo)線(xiàn)送入電磁鐵，從而造成了盡管阻尼器內(nèi)裝有較多的磁流變液，但在任意時(shí)刻磁場(chǎng)區(qū)域的有效磁流體量較少的缺陷；而B(niǎo)olter的具有旁路的大行程磁流變液阻尼器(Bolter R，Janocha H.Performance of long-stroke and low-stroke MRfluid dampers.InDavis L P，Proceedings of SPIE-Int.Soc.Opt.Eng.，Vol.3327.WashingtonSPIE，1998，303～313)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并且在活塞速度較高時(shí)，會(huì)引起極高的流變速度和剪應(yīng)變率，使磁流變效率降低。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服已有技術(shù)的不足和缺陷，本發(fā)明提出了一種通過(guò)可拆活塞與止推銷(xiāo)靈活改變阻尼器結(jié)構(gòu)的直動(dòng)式磁流變液阻尼器。主要包括活塞及連桿，導(dǎo)磁內(nèi)筒，可拆活塞，止推銷(xiāo)，電磁線(xiàn)圈，導(dǎo)磁外筒，密封材料，密封蓋，磁流變液等?；钊斑B桿的活塞與可拆活塞均加工有供磁流變液流過(guò)的小孔。導(dǎo)磁內(nèi)筒和導(dǎo)磁外筒均是由導(dǎo)磁材料制成的圓筒體；其中，導(dǎo)磁內(nèi)筒增加了圓盤(pán)形的限位結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中心開(kāi)有供活塞及連桿運(yùn)動(dòng)的圓孔。
活塞及連桿穿過(guò)導(dǎo)磁內(nèi)筒后，通過(guò)止推銷(xiāo)與可拆活塞連接；電磁線(xiàn)圈附在導(dǎo)磁外筒殼體內(nèi)，其導(dǎo)線(xiàn)引出導(dǎo)磁外筒，電磁線(xiàn)圈與導(dǎo)磁外筒一起安裝在導(dǎo)磁內(nèi)筒上；將磁流變液注入導(dǎo)磁內(nèi)筒，使用密封材料和密封蓋密封。
本發(fā)明的電磁線(xiàn)圈與活塞分離，以導(dǎo)磁內(nèi)筒為支撐，從而減少了結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，增加了磁場(chǎng)區(qū)域的有效流體量；電磁線(xiàn)圈的匝數(shù)和施加的電壓對(duì)磁通量有著明顯的影響，因而，間接的決定了阻尼器所能承受的阻尼力，電磁線(xiàn)圈匝數(shù)較多、施加的電壓較大則阻尼器承受的阻尼力要大，線(xiàn)圈的匝數(shù)和施加的電壓可通過(guò)計(jì)算得到，應(yīng)保證電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生足夠的磁場(chǎng)強(qiáng)度從而可以有效地控制和改變磁流變液的表觀粘度。
導(dǎo)磁內(nèi)筒和導(dǎo)磁外筒將電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁路封閉在阻尼器結(jié)構(gòu)內(nèi)部，保證電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)盡可能集中地作用在磁流變液上，減少電磁線(xiàn)圈的電流。
導(dǎo)磁內(nèi)筒的限位結(jié)構(gòu)，將缸體分為兩部分，一部分供活塞及連桿運(yùn)動(dòng)，另一部分提供給可拆活塞運(yùn)動(dòng)，可根據(jù)實(shí)際需要決定是否安裝可拆活塞，導(dǎo)磁內(nèi)筒的限位結(jié)構(gòu)一方面提高了磁流變效率，另一方面限制了活塞的位移，從而提高了結(jié)構(gòu)的安全性和可靠性?？刹鸹钊脑O(shè)計(jì)具有三方面作用，除上述兩方面作用外，還進(jìn)一步增大阻尼器所能提供的阻尼力。
本發(fā)明增加了任意時(shí)刻磁場(chǎng)區(qū)域的有效流體量，提高了磁流變效率，改善了阻尼器結(jié)構(gòu)的靈活性，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。


圖1是結(jié)構(gòu)可變的直動(dòng)式磁流變液阻尼器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中，1為密封蓋，2為導(dǎo)磁外筒，3為電磁線(xiàn)圈，4為密封材料，5為活塞及連桿，6為磁流變液，7為導(dǎo)磁內(nèi)筒，8為止推銷(xiāo)，9為可拆活塞。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施作進(jìn)一步的描述。
如圖1所示，本發(fā)明主要包括密封蓋1，導(dǎo)磁外筒2，電磁線(xiàn)圈3，密封材料4，活塞及連桿5，磁流變液6，導(dǎo)磁內(nèi)筒7，止推銷(xiāo)8，可拆活塞9。活塞及連桿5中的活塞與可拆活塞9均加工有供磁流變液6流過(guò)的小孔。導(dǎo)磁外筒2和導(dǎo)磁內(nèi)筒7均是由導(dǎo)磁材料制成的圓筒體；其中，導(dǎo)磁內(nèi)筒7增加了圓盤(pán)形的限位結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中心開(kāi)有供活塞及連桿5運(yùn)動(dòng)的圓孔。活塞及連桿5穿過(guò)導(dǎo)磁內(nèi)筒7后，通過(guò)止推銷(xiāo)8與可拆活塞9連接；電磁線(xiàn)圈3附在導(dǎo)磁外筒2殼體內(nèi)，其導(dǎo)線(xiàn)引出導(dǎo)磁外筒2，然后將電磁線(xiàn)圈3與導(dǎo)磁外筒2一起套在導(dǎo)磁內(nèi)筒7上；左端的密封材料4和密封蓋1通過(guò)螺栓與導(dǎo)磁外筒2左端相接，將磁流變液6注入導(dǎo)磁內(nèi)筒7內(nèi)，再將右端的密封材料4和密封蓋1通過(guò)螺栓與導(dǎo)磁外筒2右端相接。
應(yīng)用時(shí)，活塞及連桿5的兩端與待控制振動(dòng)的工程系統(tǒng)相連接；根據(jù)阻尼器所承受的阻尼力的大小決定是否安裝止推銷(xiāo)8和可拆活塞9。當(dāng)實(shí)際中所需要的阻尼力較大或可能的受力情形不明時(shí)，可考慮安裝上述部件；而當(dāng)實(shí)際中所需的阻尼力較小時(shí)，則不需要安裝可拆活塞9和止推銷(xiāo)8；同時(shí)，所支撐結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)速度較快時(shí)，為提高磁流變效率，則需要考慮安裝止推銷(xiāo)8和可拆活塞9。
當(dāng)無(wú)外加電壓時(shí)，電磁線(xiàn)圈3無(wú)磁場(chǎng)產(chǎn)生，此時(shí)，該阻尼器受到作用力時(shí)，磁流變液6從活塞及連桿5和活塞9的小孔中流過(guò)，該發(fā)明起到相應(yīng)的液壓阻尼器的作用；當(dāng)外加電壓給電磁線(xiàn)圈3通電，使電磁線(xiàn)圈3產(chǎn)生磁場(chǎng)，導(dǎo)磁外筒2、導(dǎo)磁內(nèi)筒7使磁場(chǎng)集中地作用于磁流變液6，在磁場(chǎng)的作用下，磁流變液6迅速類(lèi)固化，使磁流變液6的流動(dòng)性減弱，形成鏈狀物或固狀物，抗剪能力提高，即活塞及連桿5和活塞9運(yùn)動(dòng)受到的阻尼力增加，根據(jù)工程實(shí)際控制磁場(chǎng)的強(qiáng)度，使磁流變液6的表觀粘度滿(mǎn)足相應(yīng)的阻尼力要求，從而達(dá)到控制支撐于該阻尼器上的工程系統(tǒng)振動(dòng)幅度的目的。
權(quán)利要求
1.一種結(jié)構(gòu)可變的直動(dòng)式磁流變液阻尼器，主要包括密封蓋(1)，導(dǎo)磁外筒(2)，電磁線(xiàn)圈(3)，密封材料(4)，活塞及連桿(5)，磁流變液(6)，導(dǎo)磁內(nèi)筒(7)，其特征在于還包括止推銷(xiāo)(8)，可拆活塞(9)，導(dǎo)磁外筒(2)和導(dǎo)磁內(nèi)筒(7)均是由導(dǎo)磁材料制成的圓筒體；其中，導(dǎo)磁內(nèi)筒(7)增加了圓盤(pán)形的限位結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中心開(kāi)有供活塞及連桿(5)運(yùn)動(dòng)的圓孔，活塞及連桿(5)的活塞與可拆活塞(9)均加工有供磁流變液(6)流過(guò)的小孔，活塞及連桿(5)穿過(guò)導(dǎo)磁內(nèi)筒(7)后，通過(guò)止推銷(xiāo)(8)與可拆活塞(9)連接；電磁線(xiàn)圈(3)附在導(dǎo)磁外筒(2)殼體內(nèi)，其導(dǎo)線(xiàn)引出導(dǎo)磁外筒(2)，電磁線(xiàn)圈(3)與導(dǎo)磁外筒(2)一起套在導(dǎo)磁內(nèi)筒(7)上；左端的密封材料(4)和密封蓋(1)通過(guò)螺栓與導(dǎo)磁外筒(2)左端相接，磁流變液(6)注入導(dǎo)磁內(nèi)筒(7)內(nèi)，右端的密封材料(4)和密封蓋(1)通過(guò)螺栓與導(dǎo)磁外筒(2)右端相接。
全文摘要
結(jié)構(gòu)可變的直動(dòng)式磁流變液阻尼器主要包括密封蓋，導(dǎo)磁外筒，電磁線(xiàn)圈，密封材料，活塞及連桿，磁流變液，導(dǎo)磁內(nèi)筒，止推銷(xiāo)，可拆活塞。導(dǎo)磁內(nèi)、外筒均是由導(dǎo)磁材料制成的圓筒體；導(dǎo)磁內(nèi)筒增加了圓盤(pán)形的限位結(jié)構(gòu)。活塞及連桿穿過(guò)導(dǎo)磁內(nèi)筒后，通過(guò)止推銷(xiāo)與可拆活塞連接；電磁線(xiàn)圈附在導(dǎo)磁外筒殼體內(nèi)，再一起安裝在導(dǎo)磁內(nèi)筒上；磁流變液注入導(dǎo)磁內(nèi)筒，使用密封材料和密封蓋密封。導(dǎo)磁內(nèi)、外筒將由電磁線(xiàn)圈產(chǎn)生的磁路封閉在阻尼器結(jié)構(gòu)內(nèi)部，保證磁場(chǎng)集中地作用在磁流變液上。導(dǎo)磁內(nèi)筒的限位結(jié)構(gòu)，將缸體分為兩部分，供活塞及連桿和可拆活塞運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)磁內(nèi)筒的限位結(jié)構(gòu)提高了磁流變效率，限制了活塞的位移?？刹鸹钊€具有進(jìn)一步增大阻尼器所能提供的阻尼力的作用。
文檔編號(hào)F16F9/53GK1482378SQ0314179
公開(kāi)日2004年3月17日 申請(qǐng)日期2003年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月24日
發(fā)明者鄒劍, 陳進(jìn), 董廣明, 鄒 劍 申請(qǐng)人:上海交通大學(xué)