專利名稱：逆變型磁流變阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種新型磁流變阻尼器，所提出的逆變型磁流變阻尼器可應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)減振控制及機(jī)車減振。亦可用于制作用于航天、電子、化工、能源、儀表、醫(yī)療、衛(wèi)生等領(lǐng)域的阻尼器、制動(dòng)器、離合器、液壓閥等。
背景技術(shù)：
磁流變阻尼器是一類利用磁流變液作為工作介質(zhì)的半主動(dòng)控制裝置。磁流變液是由細(xì)小的軟磁性顆粒分散于載液中形成的隨外加磁場變化而具有可控流變特性的懸浮液體；當(dāng)磁流變液受到磁場作用時(shí)，其粘度系數(shù)將會(huì)隨之增加，當(dāng)其受到強(qiáng)磁場作用時(shí)就會(huì)變成類似“固體”的狀態(tài)，流動(dòng)性消失，一旦去掉磁場后，又變成可以流動(dòng)的液體。磁流變阻尼器利用磁流變液的流變特性，在阻尼器上設(shè)置存在磁場的阻尼通道，當(dāng)阻尼器活塞與缸體發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，則會(huì)擠壓缸中的磁流變液，使其從阻尼通道流過，當(dāng)阻尼通道沒有磁場作用時(shí)磁流變液表現(xiàn)為粘性流體，若對阻尼通道內(nèi)施加磁場時(shí)，阻尼通道內(nèi)的磁流變液發(fā)生硬化而成為粘塑性體，導(dǎo)致活塞運(yùn)動(dòng)的阻尼力增大。調(diào)節(jié)磁場強(qiáng)度可以改變磁流變液的屈服強(qiáng)度，從而可以調(diào)節(jié)阻尼器的阻尼力的大小。
對于現(xiàn)有技術(shù)的磁流變阻尼器，無論電磁磁路部件形式上如何復(fù)雜，其結(jié)構(gòu)示意圖都可如圖1表示，勵(lì)磁線圈1繞制于導(dǎo)磁材料3上，具有一定強(qiáng)度的導(dǎo)磁材料3在阻尼器中構(gòu)成氣隙形式的阻尼通道。當(dāng)勵(lì)磁線圈1通電時(shí)，在氣隙4將建立磁場，處于氣隙中的磁流變液將發(fā)生“固化”而發(fā)生類似相態(tài)改變而引起磁流變阻尼器阻尼的改變。
現(xiàn)有技術(shù)磁流變阻尼器的一種典型結(jié)構(gòu)如圖14所示，阻尼器缸體9內(nèi)充有磁流變液13，中部挖槽的活塞8上繞制有勵(lì)磁線圈1，勵(lì)磁線圈1外部設(shè)置有保護(hù)線圈不受磨損的隔磁護(hù)套17，勵(lì)磁線圈1的引線由中空的活塞桿7引出。當(dāng)勵(lì)磁線圈1有電流通過時(shí)，在具有一定導(dǎo)磁能力的活塞8和缸體9之間的間隙中將產(chǎn)生磁場，從而引起處于間隙4中的磁流變液的相態(tài)改變以改變阻尼器的阻尼。其不足之處是阻尼器通電流時(shí)阻尼增大，導(dǎo)致阻尼器工作在大阻尼狀態(tài)時(shí)對能源依賴性增加。對于大多數(shù)的工程應(yīng)用情況，較大阻尼狀態(tài)對減振控制是比較有利的，維持一定的阻尼力是磁流變阻尼器發(fā)揮其控制能力的重要前提。磁流變阻尼器在大阻尼狀態(tài)需要10～100W左右的電能供應(yīng)，雖然這種能源需求在大多數(shù)情況下是可以滿足的，但是如果磁流變阻尼器在日常應(yīng)用中作為類似被動(dòng)摩擦阻尼器為受控對象提供一定的剛度和阻尼時(shí)，其能源消耗和維護(hù)則成為一個(gè)推廣應(yīng)用的限制性因素。另外磁流變阻尼器長期處于零磁場狀態(tài)時(shí)磁流變液也易引起凝聚和沉降。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有磁流變阻尼器在日常應(yīng)用中需要持續(xù)的電流供應(yīng)，在控制律失效時(shí)控制效果惡化等缺點(diǎn)，通過在磁流變阻尼器中設(shè)置永磁體以建立永磁磁場來保證阻尼器在電源切斷時(shí)能夠工作在大阻尼狀態(tài)，并且通過勵(lì)磁線圈調(diào)節(jié)磁路氣隙中磁場的大小，保證阻尼的可調(diào)節(jié)性。通過合理的設(shè)置線圈和永磁體，可以提高磁流變阻尼器的工程實(shí)用性和工作可靠性。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型對磁流變阻尼器磁路部分進(jìn)行了改造，基本構(gòu)思是在磁路部分同時(shí)設(shè)置勵(lì)磁線圈和永磁體，由勵(lì)磁磁場與永磁磁場組成復(fù)合磁路，在線圈不通過電流時(shí)，阻尼間隙處的磁場由永磁體產(chǎn)生，當(dāng)線圈通電時(shí)，線圈用以產(chǎn)生與永磁場反向磁場，磁力線由線圈和永磁體形成閉合，從而導(dǎo)致阻尼間隙處磁通減小。永磁體和勵(lì)磁線圈的布置遵循圖2的原則，由工作氣隙4構(gòu)成阻尼通道，永磁體2通過導(dǎo)磁材料3與工作氣隙4形成磁回路。勵(lì)磁線圈1與永磁體2平行并聯(lián)布置并設(shè)置輔助氣隙5。當(dāng)線圈通電時(shí)，永磁體2與勵(lì)磁線圈1通過輔助氣隙5形成磁回路。磁流變阻尼器的磁路部分與阻尼器的活塞桿、缸蓋等部件用隔磁材料予以磁絕緣連接。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案如圖3～圖13所示，所述的逆變型磁流變阻尼器，包括有缸體、缸體內(nèi)設(shè)置的活塞，與其連接的活塞桿，缸體兩端依次設(shè)置的密封導(dǎo)向裝置及缸蓋，缸體內(nèi)腔充有作為阻尼介質(zhì)的磁流變液，缸體內(nèi)設(shè)置有可產(chǎn)生磁場的導(dǎo)磁體和勵(lì)磁線圈及工作氣隙組成的電磁磁路部件；其中缸體由主缸，或主缸和副缸，或主缸和旁通缸組成，其特征在于在電磁磁路部件的磁路部分同時(shí)設(shè)置勵(lì)磁線圈和永磁體，由勵(lì)磁磁場與永磁磁場組成復(fù)合磁路，并且電磁磁路中還設(shè)置有輔助氣隙5，以保證在電源切斷時(shí)，永磁體2產(chǎn)生的永磁磁場由工作氣隙4通過，而使得阻尼器能夠工作在大阻尼狀態(tài)。由于勵(lì)磁線圈1與永磁體2平行并聯(lián)布置，當(dāng)線圈不通電流時(shí)永磁體2產(chǎn)生的磁通由氣隙4形成回路，當(dāng)線圈通電流時(shí)勵(lì)磁線圈1產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場與永磁磁場通過輔助氣隙5形成回路，輔助氣隙5為隔磁材料制成的隔磁環(huán)。導(dǎo)磁體3的受力部分設(shè)有保護(hù)作用的耐磨金屬護(hù)套14。
所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于當(dāng)選用的逆變型磁流變阻尼器的活塞8為中部挖槽的活塞時(shí)，所述的電磁磁路部件可設(shè)置在活塞8的挖槽內(nèi)，活塞與缸體之間的間隙為形成阻尼通道的工作氣隙4，活塞8由不導(dǎo)磁的中心連桿15連接為整體，勵(lì)磁線圈1繞制在筒狀的導(dǎo)磁體鐵芯3a上，導(dǎo)磁體鐵芯3a中段斷開設(shè)置有隔磁材料制成的隔磁環(huán)以形成輔助氣隙5，導(dǎo)磁體鐵芯3a套在中心連桿15上并與勵(lì)磁線圈1端部的導(dǎo)磁體3緊貼，在勵(lì)磁線圈1的外圈與與勵(lì)磁線圈1端部的導(dǎo)磁體3之間設(shè)置有筒狀的隔磁護(hù)套17，永磁體2均勻嵌裝于隔磁護(hù)套17的內(nèi)部。
所述的逆變型磁流變阻尼器中的電磁磁路部件可設(shè)置在缸體內(nèi)一端密封裝置內(nèi)側(cè)，當(dāng)選用的阻尼器上設(shè)有內(nèi)缸20和外缸間通過通液孔21與內(nèi)缸內(nèi)部連通時(shí)，電磁磁路部件的外側(cè)為圓盤狀的導(dǎo)磁體3，中心部分為導(dǎo)磁體鐵芯3a，勵(lì)磁線圈1繞制于導(dǎo)磁體鐵芯3a上，導(dǎo)磁體鐵芯3a伸出部分與勵(lì)磁線圈1外的導(dǎo)磁體3伸出部分圍成工作氣隙4，處于勵(lì)磁線圈1內(nèi)部的導(dǎo)磁體鐵芯3a靠近密封裝置的一端設(shè)置有輔助氣隙5，另一端在導(dǎo)磁體3和導(dǎo)磁體鐵芯3a之間設(shè)置有保護(hù)線圈不受磨損的盤形隔磁護(hù)套17，永磁體2嵌于隔磁護(hù)套17內(nèi)，永磁體2的一個(gè)磁極與線圈內(nèi)部的導(dǎo)磁體鐵芯3a緊密連接，另一磁極與線圈外部的導(dǎo)磁體3緊密連接。
所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于當(dāng)選用的阻尼器上設(shè)有通過通液孔21與其內(nèi)部相連的旁通缸22時(shí)，所述的電磁磁路部件可位于旁通缸22內(nèi)，旁通缸22的中心為導(dǎo)磁材料構(gòu)成的導(dǎo)磁芯軸3b，導(dǎo)磁芯軸3b與包裹勵(lì)磁線圈1的L型的柱狀導(dǎo)磁體之間的間隙為磁場作用的工作氣隙4，工作氣隙4與勵(lì)磁線圈1之間設(shè)有隔磁護(hù)套17，永磁體2均勻嵌裝于筒形隔磁護(hù)套17內(nèi)，勵(lì)磁線圈1外的中部為隔磁體構(gòu)成的環(huán)形輔助氣隙5。
所述的逆變型磁流變阻尼器中的電磁磁路部件可位于缸體內(nèi)兩側(cè)密封裝置之間，缸體內(nèi)壁設(shè)置有隔磁護(hù)套17，永磁體2均勻嵌裝于筒形隔磁護(hù)套17內(nèi)，勵(lì)磁線圈1繞制于隔磁護(hù)套17的外部，勵(lì)磁線圈1的外部及端部為高磁導(dǎo)率的導(dǎo)磁體3，導(dǎo)磁體3與活塞8之間形成的間隙為工作氣隙4，在勵(lì)磁線圈1外側(cè)的中部位置設(shè)置為環(huán)形隔磁材料構(gòu)成的輔助氣隙5。
本實(shí)用新型提出的逆變型磁流變阻尼器由于采取了包含線圈和永磁體的復(fù)合磁路，使得磁流變阻尼器具有了大電流小阻尼，小電流大阻尼的獨(dú)特逆變性能，在能源不足、控制系統(tǒng)癱瘓時(shí)仍能有效地工作，因而比常規(guī)磁流變阻尼器更具工作可靠性和實(shí)用價(jià)值。


圖1現(xiàn)有技術(shù)磁流變阻尼器的等效磁路原理圖；圖2是本實(shí)用新型提出的逆變型磁流變阻尼器磁路原理圖；圖3是本實(shí)用新型一種形式的逆變型磁流變阻尼器剖視圖；圖4是圖3中磁路部分的局部放大圖；圖5是圖4的A-A截面剖視圖；圖6本實(shí)用新型提出的另一種形式的逆變型磁流變阻尼器剖視圖；圖7是圖6中磁路部分的局部放大圖；圖8是圖7的A-A截面剖視圖；圖9本實(shí)用新型提出的另一種形式的逆變型磁流變阻尼器剖視圖；圖10是圖9中磁路部分的局部放大圖；圖11是圖10的A-A截面剖視圖；圖12本實(shí)用新型提出的另一種形式的逆變型磁流變阻尼器剖視圖；圖13是圖12的A-A截面剖視圖；圖14現(xiàn)有技術(shù)磁流變阻尼器的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖中1-勵(lì)磁線圈 11-密封導(dǎo)向裝置2-永磁體 12-連接耳環(huán)3-導(dǎo)磁體 13-磁流變液3a-導(dǎo)磁鐵芯 14-耐磨活塞套3b-導(dǎo)磁芯軸 15-中心連桿4-工作氣隙 16-副缸5-輔助氣隙 17-隔磁護(hù)套6-磁力線 18-旁通管7-活塞桿 19-體積補(bǔ)償腔8-活塞 20-內(nèi)缸9-缸體 21-通液孔10-缸蓋 22-旁通缸23-端蓋與密封
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型提出的逆變型磁流變阻尼器除電磁磁路部分外其它結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)設(shè)計(jì)的磁流變阻尼器相同。所述的電磁磁路部分如圖2所示，電磁磁路中設(shè)置有輔助氣隙5及永磁體2，合理設(shè)置輔助氣隙5的大小，可以保證當(dāng)勵(lì)磁線圈1沒有電流通過時(shí)，由永磁體2產(chǎn)生的磁通基本不通過輔助氣隙5，而主要由構(gòu)成阻尼通道的工作氣隙4形成回路；當(dāng)勵(lì)磁線圈1通過一定方向的電流時(shí)，勵(lì)磁線圈1產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場與永磁磁場通過輔助氣隙5形成回路，從而導(dǎo)致永磁體產(chǎn)生的磁場基本不通過構(gòu)成阻尼通道的工作氣隙4，或者在理論上也可以認(rèn)為勵(lì)磁磁場在工作氣隙4產(chǎn)生了與永磁磁通大小相等，方向相反的磁通，從而使得工作氣隙4等效合成磁場為零。這種磁路設(shè)計(jì)，避免了勵(lì)磁磁場對永磁體的消磁效應(yīng)，并且可以有效的實(shí)現(xiàn)工作氣隙4的磁場逆變。所述的永磁體可采用具有高剩磁和高磁能積的燒結(jié)釹鐵硼(Nd2Fe14B1)、硬磁鐵氧體或鉆稀土永磁體等；導(dǎo)磁材料可采用電工軟鐵、硅鋼、鐵鎳合金或磁性能良好的低碳鋼；隔磁材料可采用青銅合金或無磁高強(qiáng)鋁合金。
現(xiàn)有技術(shù)的磁流變阻尼器按工作模式不同可分為磁流變阻尼器可以分為流動(dòng)型(兩極板固定，流體流動(dòng)；閥式)、剪切型(極板有切向相對運(yùn)動(dòng)；離合器式)、擠壓型(極板有相向相對運(yùn)動(dòng)；壓縮式)。針對不同的工作模式，本實(shí)用新型所提出的四種具體實(shí)施方案如圖3～圖13所示。
如圖3所示為本實(shí)用新型提出的一種剪切式逆變型磁流變阻尼器的結(jié)構(gòu)圖。阻尼器除電磁磁路部件外與現(xiàn)有技術(shù)的磁流變阻尼器無異。在缸體9一端的缸蓋10與密封導(dǎo)向裝置11之間設(shè)置有副缸16，活塞8兩端的活塞桿7的一端通過密封導(dǎo)向裝置11伸入副缸16內(nèi)，另一端通過密封裝置穿出缸蓋。電磁磁路部件位于中部挖槽的活塞8內(nèi)，如圖4、圖5所示，磁流變阻尼器的阻尼通道為活塞與缸體之間的間隙，也就是基本磁路中的工作間隙4。當(dāng)活塞與缸體發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，處于活塞和缸體間的磁流變液會(huì)產(chǎn)生剪切性流動(dòng)?；钊胁繛槁?lián)系活塞各部件以及活塞桿的中心連桿15，中心連桿15采用具有足夠強(qiáng)度的隔磁材料加工而成；中間挖空的高導(dǎo)磁鐵芯3a套于中心連桿15外部，并于活塞中部設(shè)有輔助氣隙5，輔助氣隙為隔磁材料制成的隔磁環(huán)；在導(dǎo)磁鐵芯3a中部的環(huán)形槽內(nèi)繞制有勵(lì)磁線圈1，線圈1外圈為嵌裝有棒狀永磁體2的隔磁材料加工的筒形護(hù)套17，棒形的永磁體2均勻嵌裝于隔磁護(hù)套17中部。在活塞8的兩端為具有一定強(qiáng)度的耐磨活塞套筒14，用于保護(hù)強(qiáng)度較低的導(dǎo)磁材料不受磁流變液的磨蝕。勵(lì)磁線圈引線的引出方式與現(xiàn)有技術(shù)的磁流變阻尼器相同。
如圖6所示為本實(shí)用新型提出的逆變型磁流變阻尼器的另一種流動(dòng)式實(shí)現(xiàn)方式。阻尼器除電磁磁路部件外與現(xiàn)有技術(shù)的磁流變阻尼器無異。阻尼器缸體由內(nèi)缸20和外缸9兩部分組成，外缸9上設(shè)置有體積補(bǔ)償腔19，阻尼器一端通過設(shè)置于內(nèi)缸上的通液孔21使得內(nèi)缸20和外缸9之間的間隙與內(nèi)缸內(nèi)部導(dǎo)通。另一端經(jīng)由工作氣隙4使內(nèi)缸20和外缸9之間的間隙與內(nèi)缸內(nèi)部導(dǎo)通。電磁磁路部件位于缸體內(nèi)一端密封裝置內(nèi)側(cè)，如圖7、圖8所示，其外側(cè)為圓盤狀的導(dǎo)磁體3，中心部分為導(dǎo)磁體鐵芯3a，勵(lì)磁線圈1繞制于導(dǎo)磁體鐵芯3a上，導(dǎo)磁體鐵芯3a伸出部分與勵(lì)磁線圈1外的導(dǎo)磁體3伸出部分圍成工作氣隙4，當(dāng)活塞與缸體發(fā)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)壓迫磁流變液使之經(jīng)由內(nèi)缸20和外缸9之間的間隙而流過設(shè)置于阻尼器一端的工作氣隙4產(chǎn)生阻尼力。處于線圈內(nèi)部的導(dǎo)磁鐵芯的一端設(shè)有隔磁材料構(gòu)成的輔助氣隙5，一端設(shè)置有放射狀的永磁體2，永磁體2嵌于隔磁護(hù)套17內(nèi)以避免受力磨損。永磁體2的一個(gè)磁極與線圈內(nèi)部的導(dǎo)磁體鐵芯3a緊密連接，另一磁極與線圈外部的導(dǎo)磁體3緊密連接。導(dǎo)磁體3與內(nèi)缸和外缸連接部位為工作氣隙4和通液孔21，合理設(shè)置工作氣隙4的間隙大小和輔助氣隙5的大小，可以保證線圈不通電流時(shí)永磁體2激發(fā)的磁場大部分由工作氣隙4通過。
如圖9所示為本實(shí)用新型提出的另一種流動(dòng)式逆變型阻尼器的實(shí)現(xiàn)方式。阻尼器除電磁磁路部件外與現(xiàn)有技術(shù)的磁流變阻尼器無異。在缸體9一端的缸蓋10與密封導(dǎo)向裝置11之間設(shè)置有副缸16，活塞8兩端的活塞桿7的一端通過密封導(dǎo)向裝置11伸入副缸16內(nèi)，另一端通過密封裝置穿出缸蓋。阻尼器缸體9內(nèi)部通過通液孔21與旁通缸22相連，阻尼器中的電磁磁路部件設(shè)置于旁通缸22內(nèi)，如圖10、圖11所示。旁通缸22的中部為導(dǎo)磁材料構(gòu)成的導(dǎo)磁芯軸3b，芯軸與包裹勵(lì)磁線圈1的L型的柱狀導(dǎo)磁體3之間的間隙為磁場作用的工作氣隙4。當(dāng)阻尼器的活塞8在缸體內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)擠壓缸中的磁流變液，使其從通液孔21流經(jīng)工作氣隙4。工作氣隙4內(nèi)磁場發(fā)生變化時(shí)將引起位于其內(nèi)的磁流變液發(fā)生相態(tài)改變而改變阻尼器的阻尼。工作氣隙4與勵(lì)磁線圈1之間設(shè)有隔磁護(hù)套17，棒形的永磁體2均勻嵌裝于筒形隔磁護(hù)套17內(nèi)，勵(lì)磁線圈1外的中部為隔磁體構(gòu)成的環(huán)形輔助氣隙5。
如圖12所示為本實(shí)用新型提出的一種擠壓式逆變型阻尼器的實(shí)現(xiàn)方式。阻尼器除電磁磁路部件外與現(xiàn)有技術(shù)的磁流變阻尼器無異。缸體兩端為端蓋與密封裝置23，具有一定強(qiáng)度的導(dǎo)磁材料制作的活塞8位于缸體中部，兩端連接穿過缸蓋伸出缸體的活塞桿7，電磁磁路部件位于密封裝置之間的缸體內(nèi)腔內(nèi)，如圖13所示，工作氣隙4為導(dǎo)磁材料3與活塞8之間形成的間隙，當(dāng)阻尼器活塞8發(fā)生小幅度運(yùn)動(dòng)時(shí)會(huì)擠壓處于工作氣隙4中的磁流變液，使之發(fā)生擴(kuò)散性擠壓流動(dòng)而引起阻尼出力。缸體的內(nèi)壁為均勻嵌有棒形永磁體2的隔磁護(hù)套17，勵(lì)磁線圈1繞制于隔磁護(hù)套17外部，勵(lì)磁線圈的外部及端部為高磁導(dǎo)率的導(dǎo)磁材料3，并且在線圈的中部位置設(shè)置環(huán)形隔磁材料構(gòu)成的輔助氣隙5。
前述的各逆變型磁流變阻尼器的其它通用配件采用公知技術(shù)確定，阻尼器的缸體內(nèi)徑、活塞桿直徑、導(dǎo)磁區(qū)長度、導(dǎo)磁間隙大小、阻尼器行程、線圈匝數(shù)、永磁體用量、磁流變液的粘度、磁流變液飽和強(qiáng)度、缸體壁厚等按照公知的液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法和磁路設(shè)計(jì)方法計(jì)算確定。
這種逆變型磁流變阻尼器可以與普通磁流變阻尼器一樣通過連接裝置安裝在建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生相對位移的位置或作為汽車減振器、離合器用于懸架減振和速度控制。例如將其安裝于框剪結(jié)構(gòu)的層間或建筑結(jié)構(gòu)梁柱節(jié)點(diǎn)處時(shí)，其工作機(jī)理為當(dāng)未發(fā)生地震時(shí)，阻尼器類似于摩擦耗能器協(xié)同建筑結(jié)構(gòu)受力，當(dāng)?shù)卣鸢l(fā)生時(shí)，有傳感器采集結(jié)構(gòu)的振動(dòng)信息和地面的運(yùn)動(dòng)信息，并由控制器依據(jù)一定的半主動(dòng)控制算法計(jì)算得到磁流變阻尼器所需施加的電流值，并由功率放大裝置對阻尼器施加控制指令。當(dāng)阻尼器的活塞與缸體間有相對位移趨勢時(shí)，阻尼器即可產(chǎn)生反力以作用于結(jié)構(gòu)，由于阻尼器對運(yùn)動(dòng)的阻滯作用減小建筑物的振動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)減振控制的目的。
本實(shí)用新型提出的磁流變阻尼器磁路設(shè)計(jì)亦可有許多變型，都屬于本實(shí)用新型所提出的技術(shù)方案。
權(quán)利要求1.一種逆變型磁流變阻尼器，包括有缸體、缸體內(nèi)設(shè)置的活塞，與其連接的活塞桿，缸體兩端依次設(shè)置的密封導(dǎo)向裝置及缸蓋，缸體內(nèi)腔充有作為阻尼介質(zhì)的磁流變液，用于形成磁路的導(dǎo)磁體和可產(chǎn)生磁場的勵(lì)磁線圈及工作氣隙組成的電磁磁路部件；其中缸體由主缸，或主缸和副缸，或主缸和旁通缸組成，本實(shí)用新型的特征在于在電磁磁路部件的磁路部分同時(shí)設(shè)置勵(lì)磁線圈(1)和永磁體(2)，由勵(lì)磁磁場與永磁磁場組成復(fù)合磁路，并且電磁磁路中還設(shè)置有輔助氣隙(5)，而使得阻尼器能夠工作在大阻尼狀態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于阻尼器磁路同時(shí)布置有永磁體(2)與勵(lì)磁線圈(1)，當(dāng)線圈不通電時(shí)永磁體(2)產(chǎn)生的磁通由工作氣隙(4)形成回路，當(dāng)線圈通電時(shí)勵(lì)磁線圈(1)產(chǎn)生的勵(lì)磁磁場與永磁磁場通過輔助氣隙(5)形成回路；輔助氣隙(5)為隔磁材料制成的隔磁環(huán)，工作氣隙(4)為磁流變液流經(jīng)的阻尼通道。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于導(dǎo)磁體(3)的外部設(shè)有保護(hù)導(dǎo)磁體(3)受力的可導(dǎo)磁耐磨金屬護(hù)套(14)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于當(dāng)選用的逆變型磁流變阻尼器的活塞(8)為中部挖槽的活塞時(shí)，所述的電磁磁路部件可設(shè)置在活塞(8)的挖槽內(nèi)，活塞與缸體之間的間隙為形成阻尼通道的工作氣隙(4)，活塞(8)由不導(dǎo)磁的中心連桿(15)連接為整體，勵(lì)磁線圈(1)繞制在筒狀的導(dǎo)磁體鐵芯(3a)上，導(dǎo)磁體鐵芯(3a)中段斷開設(shè)置有隔磁材料制成的隔磁環(huán)以形成輔助氣隙(5)，導(dǎo)磁體鐵芯(3a)套在中心連桿(15)上并與勵(lì)磁線圈(1)端部的導(dǎo)磁體(3)緊貼，在勵(lì)磁線圈(1)的外圈與與勵(lì)磁線圈(1)端部的導(dǎo)磁體(3)之間設(shè)置有筒狀的隔磁護(hù)套(17)，永磁體(2)均勻嵌裝于隔磁護(hù)套(17)的內(nèi)部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于當(dāng)選用的阻尼器上設(shè)有內(nèi)缸(20)和外缸間通過通液孔(21)與內(nèi)缸內(nèi)部連通時(shí)，電磁磁路部件可設(shè)置在缸體內(nèi)腔端部的密封裝置內(nèi)側(cè)，其外側(cè)為圓盤狀的導(dǎo)磁體(3)，中心部分為導(dǎo)磁體鐵芯(3a)，勵(lì)磁線圈(1)繞制于導(dǎo)磁體鐵芯(3a)上，導(dǎo)磁體鐵芯(3a)伸出部分與勵(lì)磁線圈(1)外的導(dǎo)磁體(3)伸出部分圍成工作氣隙(4)，處于勵(lì)磁線圈(1)內(nèi)部的導(dǎo)磁體鐵芯(3a)靠近密封裝置的一端設(shè)置有輔助氣隙(5)，另一端在導(dǎo)磁體(3)和導(dǎo)磁體鐵芯(3a)之間設(shè)置有保護(hù)線圈不受磨損的盤形隔磁護(hù)套(17)，永磁體(2)嵌于隔磁護(hù)套(17)內(nèi)，永磁體(2)的一個(gè)磁極與線圈內(nèi)部的導(dǎo)磁體鐵芯(3a)緊密連接，另一磁極與線圈外部的導(dǎo)磁體(3)緊密連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于當(dāng)選用的阻尼器上設(shè)有通過通液孔(21)與其內(nèi)部相連的旁通缸(22)時(shí)，所述的電磁磁路部件可位于旁通缸(22)內(nèi)，旁通缸(22)的中心為導(dǎo)磁材料構(gòu)成的導(dǎo)磁芯軸(3b)，導(dǎo)磁芯軸(3b)與包裹勵(lì)磁線圈(1)的L型的柱狀導(dǎo)磁體之間的間隙為磁場作用的工作氣隙(4)，工作氣隙(4)與勵(lì)磁線圈(1)之間設(shè)有隔磁護(hù)套(17)，永磁體(2)均勻嵌裝于筒形隔磁護(hù)套(17)內(nèi)，勵(lì)磁線圈(1)外的中部為隔磁體構(gòu)成的環(huán)形輔助氣隙(5)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的逆變型磁流變阻尼器，其特征在于所述的電磁磁路部件可位于缸體內(nèi)部兩側(cè)密封裝置之間，缸體內(nèi)壁設(shè)置有隔磁護(hù)套(17)，永磁體(2)均勻嵌裝于筒形隔磁護(hù)套(17)內(nèi)，勵(lì)磁線圈(1)繞制于隔磁護(hù)套(17)的外部，勵(lì)磁線圈(1)的外部及端部為高磁導(dǎo)率的導(dǎo)磁體(3)，導(dǎo)磁體(3)與活塞(8)之間形成的間隙為工作氣隙(4)，在勵(lì)磁線圈(1)外側(cè)的中部位置設(shè)置為環(huán)形隔磁材料構(gòu)成的輔助氣隙(5)。
專利摘要一種逆變型磁流變阻尼器，可應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)減振控制及機(jī)車減振，它包括有缸體、活塞，與其連接的活塞桿，缸體兩端的密封導(dǎo)向裝置及缸蓋，缸體內(nèi)腔充有磁流變液并設(shè)置有可產(chǎn)生磁場的導(dǎo)磁體和勵(lì)磁線圈及工作氣隙組成的電磁磁路部件，其中缸體由主缸，或主缸和副缸，或主缸和旁通缸組成，特征在于在磁路部分同時(shí)設(shè)置勵(lì)磁線圈和永磁體，由勵(lì)磁磁場與永磁磁場組成復(fù)合磁路，并且電磁磁路中還設(shè)置有輔助氣隙，使得阻尼器能夠工作在大阻尼狀態(tài)。電磁磁路部件可根據(jù)不同的缸體設(shè)置在相應(yīng)的位置。此類阻尼器可與受控結(jié)構(gòu)連接，實(shí)現(xiàn)半主動(dòng)減振控制。本實(shí)用新型具有節(jié)省能源、提高控制效率、能夠改善磁流變液穩(wěn)定性等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)F16F9/53GK2725625SQ200420077538
公開日2005年9月14日 申請日期2004年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月9日
發(fā)明者紀(jì)金豹, 閆維明, 周錫元 申請人:北京工業(yè)大學(xué)