專利名稱：旋轉(zhuǎn)式磁流變液阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及阻尼器件，尤其是涉及采用磁流變液產(chǎn)生轉(zhuǎn)動阻尼力矩的器件。
目前，磁流變液阻尼器的研究設(shè)計以美國Lord公司為代表。旋轉(zhuǎn)式阻尼器的承載面均為普通的圓盤結(jié)構(gòu)，所不同的只是磁場布局(即電磁線圈的位置分為內(nèi)置式和外置式兩類)。對于獲得相同的阻尼力矩而言，內(nèi)置式的徑向尺寸較大、而外置式的軸向尺寸較大。由于單個阻尼盤片所產(chǎn)生的阻尼力矩較小，所以還發(fā)展了多個盤片的阻尼器。與單片阻尼器相比，其阻尼力矩隨盤片個數(shù)的增加而增加。但其軸向尺寸亦相應(yīng)增加；且電磁線圈的工作電流要相應(yīng)增加許多，以保證作用于磁流變液的磁場強度不變；同時，耗能產(chǎn)生的熱量也不易散發(fā)。也就是說，對于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式阻尼器，要使結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、耗能少，則阻尼力矩較小，而要使阻尼力矩較大，則結(jié)構(gòu)復雜、尺寸大、耗能多。
本發(fā)明的目的是提供一種阻尼力矩較大而結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、耗能少的旋轉(zhuǎn)式磁流變液阻尼器。
本發(fā)明的解決方案如下與傳統(tǒng)的單片結(jié)構(gòu)相比，同樣包括阻尼盤片、轉(zhuǎn)軸、磁流變液、電磁線圈和外殼等，其特征在于阻尼盤片為桶狀，電磁線圈置于阻尼盤片的桶口內(nèi)、繞在內(nèi)殼上，電磁線圈的外緣由導磁環(huán)封閉，內(nèi)殼的蓋板與外殼相連，阻尼盤片即位于內(nèi)殼、導磁環(huán)與外殼之間的空腔中、四者同心，在導磁環(huán)、阻尼盤片與內(nèi)殼蓋板之間、以及內(nèi)殼與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置非導磁體。
本發(fā)明的創(chuàng)新之處在于將阻尼盤片設(shè)計為桶狀，并且采用芯狀電磁線圈。即阻尼盤片5并非簡單的圓盤，而是圓盤與圓筒的結(jié)合。將其置于內(nèi)殼9與外殼3之間，內(nèi)殼正好處于盤片的桶口內(nèi)，而外殼也相應(yīng)為桶狀、罩在桶狀盤片外；內(nèi)殼的蓋板與外殼之間采用緊固件相連；電磁線圈1繞在內(nèi)殼上，形成芯狀結(jié)構(gòu)，其電源導線10可穿過內(nèi)殼的蓋板或其它不致產(chǎn)生磁流變液滲漏之處而引出；電磁線圈的外緣由導磁環(huán)4封閉、以與磁流變液相隔離，當內(nèi)殼為‘工’字狀時、導磁環(huán)可為筒狀，，當內(nèi)殼為凸臺狀時、導磁環(huán)可為桶狀；阻尼盤片、內(nèi)殼、導磁環(huán)與外殼四者同心，轉(zhuǎn)軸6穿過其間、作為它們的中心，轉(zhuǎn)軸與阻尼盤片之間為固定連接(可采用鍵、銷或緊定螺釘?shù)扰浜?、以帶動阻尼盤片旋轉(zhuǎn)，其余的部件(內(nèi)殼、導磁環(huán)、外殼等)則固定不動；內(nèi)殼、導磁環(huán)與外殼之間亦形成桶狀的空腔、其間充滿磁流變液、阻尼盤片即位于其中(在磁流變液中轉(zhuǎn)動)，當電磁線圈通電后、磁流變液即產(chǎn)生類固化現(xiàn)象，從而對阻尼盤片產(chǎn)生阻尼力；在導磁環(huán)與內(nèi)殼蓋板之間、阻尼盤片與內(nèi)殼蓋板之間、以及內(nèi)殼與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置非導磁體2、8，以確保磁力線穿過阻尼盤片的平面及圓周面、而后經(jīng)外殼和內(nèi)殼形成磁閉合回路；為防止磁流變液的滲漏，在構(gòu)成其充注空腔的內(nèi)殼、外殼、導磁環(huán)及阻尼盤片、轉(zhuǎn)軸等之間的所有縫隙均應(yīng)采用密封件7進行密封。
本發(fā)明由于采用了桶狀阻尼盤片和芯狀電磁線圈，因而具有如下優(yōu)點
1.因為桶狀阻尼盤片與磁流變液之間所形成的阻尼力對于轉(zhuǎn)軸而言是一個轉(zhuǎn)動力矩，其大小等于桶底和桶壁各部分所產(chǎn)生的阻尼力與其力臂(各部分到轉(zhuǎn)軸的距離)的乘積之和，而最大力臂等于該桶壁圓周的半徑。顯然，桶壁所提供的轉(zhuǎn)動阻尼力矩最為有效，所以阻尼效果明顯提高(當桶壁與桶底的表面積相同時，桶壁所產(chǎn)生的阻尼力矩大約是桶底所產(chǎn)生的阻尼力矩的4倍)。
2.由于單片阻尼盤片的結(jié)構(gòu)，使得零電流時低力矩、電控力矩范圍寬、電能消耗少，而且不會像多片結(jié)構(gòu)那樣造成熱量難以散發(fā)，因而耗電量和發(fā)熱量也大大降低，因此系統(tǒng)長時間工作時可靠性高且穩(wěn)定。
3.由于其獨特的芯狀電磁線圈結(jié)構(gòu)，使得電磁線圈處于阻尼盤片的桶口內(nèi)、幾乎不增加整個阻尼器的體積，因而系統(tǒng)緊湊、結(jié)構(gòu)簡單、體積小，而且不存在磁場外泄現(xiàn)象，使得磁場利用率很高。
附

圖1為本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)式阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為磁力線回路示意圖。附圖3～6為現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)式阻尼器結(jié)構(gòu)示意圖(附圖3～4分別為單片外置式和內(nèi)置式，附圖5～6分別為多片外置式和內(nèi)置式)。
本發(fā)明的實施例如下阻尼器外徑為116mm，高度為70mm，轉(zhuǎn)軸直徑為10mm。阻尼桶外徑98mm，桶高35mm，壁厚5mm。電磁線圈采用0.6mm漆包線繞制，繞組為800～1000圈，內(nèi)徑為40mm。阻值為6Ω。工作最大電流2A，最大輸入功率24W。采用美國Lord公司的磁流變液。所提供的阻尼力矩為零場時0.6Nm，最大電流時30Nm。磁場利用率高、幾無磁場泄漏(在2A激磁電流下，器件外表面磁場強度小于0.6mT)。
權(quán)利要求
1.一種旋轉(zhuǎn)式磁流變液阻尼器，包括阻尼盤片、轉(zhuǎn)軸、磁流變液、電磁線圈和外殼等，其特征在于阻尼盤片(5)為桶狀，電磁線圈(1)置于阻尼盤片的桶口內(nèi)、繞在內(nèi)殼(9)上，電磁線圈的外緣由導磁環(huán)(4)封閉，內(nèi)殼的蓋板與外殼(3)相連，阻尼盤片即位于內(nèi)殼、導磁環(huán)與外殼之間的空腔中、四者同心，在導磁環(huán)、阻尼盤片與內(nèi)殼蓋板之間、以及內(nèi)殼與轉(zhuǎn)軸(6)之間設(shè)置非導磁體(2、8)。
全文摘要
本發(fā)明涉及采用磁流變液產(chǎn)生轉(zhuǎn)動阻尼力矩的器件。它包括阻尼盤片、轉(zhuǎn)軸、磁流變液、電磁線圈和內(nèi)、外殼等，其特征在于阻尼盤片5為桶狀，并且采用芯狀電磁線圈1。其阻尼力矩明顯提高，且系統(tǒng)緊湊、結(jié)構(gòu)簡單、體積小，而且不存在磁場外泄現(xiàn)象，使得磁場利用率很高。同時，零電流時低力矩、電控力矩范圍寬、電能消耗少，因此系統(tǒng)長時間工作時可靠性高且穩(wěn)定。
文檔編號F16F9/53GK1392354SQ0111372
公開日2003年1月22日 申請日期2001年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月19日
發(fā)明者周剛毅, 陳剛, 張培強, 張先舟 申請人:中國科學技術(shù)大學