專利名稱：一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及磁流變液阻尼器技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器。
背景技術(shù)：
磁流變阻尼器是一種新型半主動(dòng)阻尼器件，它根據(jù)磁流變液在磁場(chǎng)作用下流變特性可控的原理研制，具有阻尼力調(diào)節(jié)范圍寬、響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、容易控制等優(yōu)點(diǎn)，是一種高效的隔振、抗震裝置，已經(jīng)在車輛系統(tǒng)隔振、建筑結(jié)構(gòu)抗震等領(lǐng)域得到成功應(yīng)用。常見磁流變阻尼器將電磁線圈繞于阻尼器的活塞之上，活塞上設(shè)置環(huán)狀通道或在活塞與缸體之間設(shè)置環(huán)狀通道，工作時(shí)磁流變液從環(huán)狀通道流過，從而產(chǎn)生阻尼力。電磁線圈通電時(shí),在環(huán)狀通道內(nèi)形成垂直于磁流變液流動(dòng)方向的磁場(chǎng),通過調(diào)節(jié)電磁線圈的電流改變環(huán)狀通道內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度，就可以控制通道內(nèi)磁流變液的流變特性從而控制阻尼器的阻尼力。這種結(jié)構(gòu)存在以下幾點(diǎn)缺陷
(I)線圈被磁流變液包圍，由于線圈通電發(fā)熱及阻尼器耗能發(fā)熱都集中在線圈附近，容易燒壞線圈。( 2 )線圈燒壞后更換線圈時(shí)，需要拆卸缸筒的密封件等零件才能更換線圈，給維護(hù)工作帶來不便。(3)由于線圈要外接電源，需在活塞桿鉆孔穿引導(dǎo)線，密封不好時(shí)，該處容易泄露。(4)活塞的結(jié)構(gòu)過于緊湊，容易產(chǎn)生磁場(chǎng)飽和現(xiàn)象，限制了阻尼力的調(diào)節(jié)范圍。(5)活塞的軸向尺寸較大，當(dāng)阻尼器的軸向安裝尺寸受到限制時(shí)，會(huì)減小活塞的有效行程，尤其是為了提高阻尼器的阻尼力而采用多級(jí)活塞時(shí)，這種情況會(huì)更明顯。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，具有電磁線圈散熱好，線圈組件更換方便的特點(diǎn)。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，包括阻尼缸筒、線圈組件、活塞、活塞桿和磁流變液，其特征在于所述線圈組件固定在所述阻尼缸筒的外側(cè)，所述阻尼缸筒上設(shè)有磁流變液流動(dòng)通道。本發(fā)明的進(jìn)一步方案在于所述阻尼缸筒包括缸底、浮動(dòng)活塞、上蓋、內(nèi)層缸筒和外層缸筒組件，所述浮動(dòng)活塞、上蓋和內(nèi)層缸筒所形成的腔體為磁流變液腔，所述內(nèi)層缸筒的上端和下端設(shè)有通流孔，活塞在上下通流孔之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)層缸筒和外層缸筒組件之間形成磁流變液流動(dòng)通道，缸底、浮動(dòng)活塞和內(nèi)層缸筒之間形成蓄能腔，蓄能腔內(nèi)充有氮?dú)?，用于補(bǔ)償活塞桿伸縮時(shí)磁流變液腔的體積變化。所述內(nèi)層缸筒的制作材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。所述外層缸筒組件的上部和中部為不導(dǎo)磁段和導(dǎo)磁段間隔設(shè)置的結(jié)構(gòu)，下部為不導(dǎo)磁段結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁段和不導(dǎo)磁段之間焊接連接。
所述導(dǎo)磁段的制作材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。所述線圈組件包括導(dǎo)磁套筒、導(dǎo)磁環(huán)、電磁線圈和線圈纏繞體，多個(gè)電磁線圈位于所述線圈纏繞體的外側(cè)，電磁線圈和電磁線圈之間通過導(dǎo)磁環(huán)進(jìn)行分隔，導(dǎo)磁套筒、兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)和線圈纏繞體之間形成的環(huán)狀腔體結(jié)構(gòu)將單個(gè)電磁線圈封閉在其內(nèi)，所述線圈組件的上下端部的導(dǎo)磁環(huán)與所述線圈纏繞體固定連接，在所述導(dǎo)磁套筒上設(shè)有電磁線圈引出孔，電磁線圈和電磁線圈之間串聯(lián)連接。所述線圈組件的上下端部的導(dǎo)磁環(huán)上設(shè)有螺紋通孔，所述線圈纏繞體的上下端部設(shè)有光孔，上下端部的導(dǎo)磁環(huán)通過緊固螺釘與線圈纏繞體固定連接，線圈組件通過緊固螺釘與阻尼缸筒固定連接。所述線圈纏繞體的結(jié)構(gòu)與外層缸筒組件的上中部結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，線圈纏繞體為導(dǎo)磁段與不導(dǎo)磁段間隔設(shè)置的結(jié)構(gòu)，線圈纏繞體上導(dǎo)磁段和不導(dǎo)磁段的長(zhǎng)度和外層缸筒組件上導(dǎo)磁段和不導(dǎo)磁段的長(zhǎng)度一致。 所述導(dǎo)磁套筒、導(dǎo)磁環(huán)制作材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于(1)線圈組件設(shè)置在阻尼缸筒的外偵牝不與磁流變液接觸，電磁線圈及磁流變阻尼器耗能產(chǎn)生的熱量通過整個(gè)外層缸筒組件、線圈組件均勻散發(fā)，散熱面積大，會(huì)明顯降低電磁線圈的溫度，提高電磁線圈的使用壽命。
(2)電磁線圈串聯(lián)連接，可選擇通電電磁線圈的個(gè)數(shù)范圍較大，從而阻尼力的調(diào)節(jié)范圍大。
(3)電磁線圈不與磁流變液接觸，在無需拆卸阻尼缸筒任何零件的條件下，即可更換線圈組件，線圈組件的拆裝非常方便。(4)活塞上不纏繞電磁線圈，活塞的軸向尺寸小，提高了活塞的有效行程。(5)由于活塞上不纏繞線圈，無需在活塞桿上鉆孔穿線，活塞與活塞桿的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，避免了由于密封不良時(shí)在導(dǎo)線穿出處出現(xiàn)磁流變液泄露的問題。(6)電磁線圈通電時(shí)，磁力線經(jīng)過半徑尺寸加大的內(nèi)層缸筒、外層缸筒組件、線圈纏繞體、導(dǎo)磁環(huán)及導(dǎo)磁套筒形成回路，磁路橫截面積大，不易產(chǎn)生磁場(chǎng)飽和現(xiàn)象。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖I是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意 圖2是圖I中阻尼缸筒的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖3是圖I中內(nèi)層缸筒的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖4是圖I中外層缸筒組件的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖5是圖I中線圈組件的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖6是圖I中線圈纏繞體的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖7是圖I中導(dǎo)磁套筒的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖8是圖I中線圈組件的端部的導(dǎo)磁環(huán)的剖視結(jié)構(gòu)示意 圖9是本發(fā)明中磁路形成原理 其中1、缸底耳環(huán)2、缸底3、缸底密封4、浮動(dòng)活塞5、浮動(dòng)活塞密封6、活塞7、活塞密封8、活塞桿9、上蓋10、上蓋密封11、活塞桿耳環(huán)12、內(nèi)層缸筒121、通流孔13、外層缸筒組件131、不導(dǎo)磁段132、導(dǎo)磁段14、線圈組件141、緊固螺釘142、導(dǎo)磁套筒1421、電磁線圈引出孔143、導(dǎo)磁環(huán)144、電磁線圈145、線圈纏繞體15、螺紋通孔。
具體實(shí)施例方式如圖I所示，一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，包括阻尼缸筒、線圈組件14、活塞6、活塞桿8和磁流變液，其特征在于所述線圈組件14通過緊固螺釘141固定在所述阻尼缸筒的外側(cè)，所述阻尼缸筒上設(shè)有磁流變液流動(dòng)通道，在拆卸線圈組件14時(shí)只需松開緊固螺釘141即可將線圈組件14取出。如圖2所示，所述阻尼缸筒包括缸底2、浮動(dòng)活塞4、上蓋9、內(nèi)層缸筒12和外層缸筒組件13，所述浮動(dòng)活塞4、上蓋9和內(nèi)層缸筒12所形成的腔體為磁流變液腔。如圖3所示，所述內(nèi)層缸筒12的上端和下端設(shè)有多個(gè)通流孔121，活塞6在上下通流孔之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)層缸筒12和外層缸筒組件13之間形成磁流變液流動(dòng)通道，缸底2、浮動(dòng)活塞4和內(nèi)層缸筒12之間形成蓄能腔，蓄能腔內(nèi)充有一定壓力的氮?dú)?，用于補(bǔ)償活塞桿8伸縮時(shí)磁流變液腔的體積變化，所述內(nèi)層缸筒12的制作材料可以為高磁導(dǎo)率軟磁材料。如圖2所示，當(dāng)活塞6運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁流變液在活塞6的上下腔之間通過通流孔121及內(nèi)層缸筒12、外層缸筒組件13之間環(huán)狀流動(dòng)通道。活塞桿8與活塞桿耳環(huán)11之間為螺紋連接，活塞桿8與活塞6之間為螺紋連接或焊接；上蓋9與內(nèi)層缸筒12為過渡配合，上蓋9與外層缸筒組件13焊接；上蓋密封10用于防止磁流變液從活塞桿8與上蓋9之間的導(dǎo)向間隙處泄露；活塞6上的活塞密封7用來隔離上下腔的磁流變液；浮動(dòng)活塞4上的浮動(dòng)活塞密封5用來隔離蓄能腔與磁流變液腔；缸底2與內(nèi)層缸筒12為過渡配合，缸底2與外層缸筒組件13及缸底耳環(huán)I焊接。如圖4所示，所述外層缸筒組件13的上部和中部為不導(dǎo)磁段131和導(dǎo)磁段132間隔設(shè)置的結(jié)構(gòu)，下部為不導(dǎo)磁段131結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁段132和不導(dǎo)磁段131之間焊接連接，所述導(dǎo)磁段132的制作材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。 如圖5所示，所述線圈組件14包括導(dǎo)磁套筒142、導(dǎo)磁環(huán)143、電磁線圈144和線圈纏繞體145，多個(gè)電磁線圈144位于所述線圈纏繞體145的外側(cè)，電磁線圈144和電磁線圈144之間通過導(dǎo)磁環(huán)143進(jìn)行分隔，導(dǎo)磁套筒142、兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)143和線圈纏繞體145之間形成的環(huán)狀腔體結(jié)構(gòu)將單個(gè)電磁線圈144封閉在其內(nèi)；所述線圈組件14的上下端部的導(dǎo)磁環(huán)143上設(shè)有螺紋通孔，所述線圈纏繞體145的上下端部設(shè)有光孔，上下端部的導(dǎo)磁環(huán)143通過緊固螺釘141與線圈纏繞體145固定連接，線圈組件14通過緊固螺釘141與阻尼缸筒固定連接。如圖8所示，線圈組件14的端部的導(dǎo)磁環(huán)上設(shè)有六個(gè)螺紋通孔15，其中三個(gè)用于連接線圈組件14與阻尼缸筒，另外三個(gè)用于連接導(dǎo)磁環(huán)143與線圈纏繞體145。如圖7所示，在所述導(dǎo)磁套筒142上設(shè)有電磁線圈引出孔1421，電磁線圈144和電磁線圈144之間串聯(lián)連接。如圖6所示，所述線圈纏繞體145的結(jié)構(gòu)與外層缸筒組件13的上中部結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，線圈纏繞體145為導(dǎo)磁段132與不導(dǎo)磁段131間隔設(shè)置的結(jié)構(gòu)，線圈纏繞體145上導(dǎo)磁段132和不導(dǎo)磁段131的長(zhǎng)度和外層缸筒組件13上導(dǎo)磁段132和不導(dǎo)磁段131的長(zhǎng)度一致。內(nèi)層缸筒12、導(dǎo)磁段132、導(dǎo)磁環(huán)143、導(dǎo)磁套筒142為高磁導(dǎo)率軟磁材料，不導(dǎo)磁段131為不導(dǎo)磁材料，當(dāng)電磁線圈144通電后會(huì)形成如圖9所示的磁路，在內(nèi)層缸筒12與外層缸筒組件13之間的磁流變液流動(dòng)通道內(nèi)產(chǎn)生有效磁場(chǎng)。線圈組件14設(shè)置在阻尼缸筒的外側(cè)，不與磁流變液接觸，電磁線圈144及磁流變阻尼器耗能產(chǎn)生的熱量通過整個(gè)外層缸筒組件13、線圈組件14均勻散發(fā)，散熱面積大，會(huì)明顯降低電磁線圈144的溫度，提高電磁線圈的使用壽命；各個(gè)電磁線圈144串聯(lián)連接，可選擇通電線圈的個(gè)數(shù)范圍較大，從而阻尼力的調(diào)節(jié)范圍大；電磁線圈不與磁流變液接觸，在無需拆卸阻尼缸筒任何零件的條件下，即可更換線圈組件，線圈組件的拆裝非常方便；活塞6上不纏繞電磁線圈，活塞的軸向尺寸小，提高了活塞的有效行程；由于活塞上不纏繞線 圈，無需在活塞桿8上鉆孔穿線，活塞與活塞桿的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，避免了由于密封不良時(shí)在導(dǎo)線穿出處出現(xiàn)磁流變液泄露的問題；電磁線圈通電時(shí)，磁力線經(jīng)過半徑尺寸加大的內(nèi)層缸筒12、外層缸筒組件13、線圈纏繞體145、導(dǎo)磁環(huán)143及導(dǎo)磁套筒142形成回路，磁路橫截面積大，不易產(chǎn)生磁場(chǎng)飽和現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，包括阻尼缸筒、線圈組件(14)、活塞(6)、活塞桿(8)和磁流變液，其特征在于所述線圈組件(14)固定在所述阻尼缸筒的外側(cè)，所述阻尼缸筒上設(shè)有磁流變液流動(dòng)通道。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述阻尼缸筒包括缸底(2)、浮動(dòng)活塞(4)、上蓋(9)、內(nèi)層缸筒(12)和外層缸筒組件(13)，所述浮動(dòng)活塞(4)、上蓋(9)和內(nèi)層缸筒(12)所形成的腔體為磁流變液腔，所述內(nèi)層缸筒(12)的上端和下端設(shè)有通流孔(121)，活塞(6)在上下通流孔(121)之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，內(nèi)層缸筒(12)和外層缸筒組件(13 )之間形成磁流變液流動(dòng)通道，缸底(2 )、浮動(dòng)活塞(4 )和內(nèi)層缸筒(12)之間形成蓄能腔，蓄能腔內(nèi)充有氮?dú)?，用于補(bǔ)償活塞桿(8)伸縮時(shí)磁流變液腔的體積變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述內(nèi)層缸筒(12)的制作材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述外層缸筒組件(13)的上部和中部為不導(dǎo)磁段(131)和導(dǎo)磁段(132)間隔設(shè)置的結(jié)構(gòu)，下部為不導(dǎo)磁段(131)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)磁段(132)和不導(dǎo)磁段(131)之間焊接連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述導(dǎo)磁段(132)的制作材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述線圈組件(14)包括導(dǎo)磁套筒(142)、導(dǎo)磁環(huán)(143)、電磁線圈(144)和線圈纏繞體(145)，多個(gè)電磁線圈(144)位于所述線圈纏繞體(145)的外側(cè)，電磁線圈(144)和電磁線圈(144)之間通過導(dǎo)磁環(huán)(143)進(jìn)行分隔，導(dǎo)磁套筒(142)、兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)(143)和線圈纏繞體(145)之間形成的環(huán)狀腔體結(jié)構(gòu)將單個(gè)電磁線圈(144)封閉在其內(nèi)，所述線圈組件(14)的上下端部的導(dǎo)磁環(huán)(143 )與所述線圈纏繞體(145 )固定連接，在所述導(dǎo)磁套筒(142 )上設(shè)有電磁線圈引出孔(1421)，電磁線圈(144)和電磁線圈(144)之間串聯(lián)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述線圈組件(14)的上下端部的導(dǎo)磁環(huán)(143)上設(shè)有螺紋通孔，所述線圈纏繞體(145)的上下端部設(shè)有光孔，上下端部的導(dǎo)磁環(huán)(143)通過緊固螺釘(141)與線圈纏繞體(145)固定連接，線圈組件(14)通過緊固螺釘(141)與阻尼缸筒固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述線圈纏繞體(145)的結(jié)構(gòu)與外層缸筒組件(13)的上中部結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)，線圈纏繞體(145)為導(dǎo)磁段(132)與不導(dǎo)磁段(131)間隔設(shè)置的結(jié)構(gòu)，線圈纏繞體(145)上導(dǎo)磁段(132)和不導(dǎo)磁段(131)的長(zhǎng)度和外層缸筒組件(13)上導(dǎo)磁段(132)和不導(dǎo)磁段(131)的長(zhǎng)度一致。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，其特征在于所述導(dǎo)磁套筒(142)、導(dǎo)磁環(huán)(143)制作材料為高磁導(dǎo)率軟磁材料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種線圈組件裝拆方便的磁流變阻尼器，涉及磁流變阻尼器技術(shù)領(lǐng)域，包括阻尼缸筒、線圈組件、活塞、活塞桿和磁流變液，其特征在于所述線圈組件固定在所述阻尼缸筒的外側(cè)，所述阻尼缸筒上設(shè)有磁流變液流動(dòng)通道，線圈組件不與磁流變液接觸，線圈組件的拆裝簡(jiǎn)單，電磁線圈及磁流變阻尼器耗能產(chǎn)生的熱量通過整個(gè)外層缸筒組件、線圈組件均勻散發(fā)，散熱面積大，會(huì)明顯降低電磁線圈的溫度，提高電磁線圈的使用壽命。
文檔編號(hào)F16F9/53GK102661353SQ20121017222
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者楊紹普, 王興民, 邢海軍 申請(qǐng)人:石家莊鐵道大學(xué)