專(zhuān)利名稱(chēng)：帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器。
背景技術(shù)：
磁流變減震器是一種新型智能減震器，其可以通過(guò)控制電流的大小來(lái)控制輸出的阻尼力，從而達(dá)到半主動(dòng)控制的效果，因此已在建筑、橋梁、汽車(chē)和飛機(jī)等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，而且較一般減震器而言，磁流變減震器的響應(yīng)速度快、阻尼力連續(xù)可調(diào)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制效果更好，因此應(yīng)用前景良好。其工作原理是以磁流變液這種新型的智能材料作為減震器的工作液，并在安裝于活塞桿的導(dǎo)磁套上纏繞線圈，線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)作用于磁流變液，通過(guò)控制電磁線圈中電流的大小來(lái)改變磁流變體的粘度，以達(dá)到阻尼力連續(xù)可調(diào)的目的。 在現(xiàn)有的磁流變減震器中，基本都是僅通過(guò)電流來(lái)控制輸出的阻尼力，但是由于導(dǎo)磁材料具有一定的磁飽和度，當(dāng)電流達(dá)到某個(gè)值時(shí)，導(dǎo)磁材料會(huì)因?yàn)榇棚柡投棺饔糜诖帕髯円旱拇鸥袘?yīng)強(qiáng)度不會(huì)有明顯的變化，此時(shí)阻尼力將不會(huì)隨著電流的增加而有所增力口，因此在沖擊載荷較大、結(jié)構(gòu)大小受限等情況下僅僅通過(guò)控制電流來(lái)改變阻尼力的大小是不能達(dá)到很好的控制效果的。另外，在線圈內(nèi)置式磁流變減震器中，線圈的密封往往不能得到很好的解決，而一旦線圈與磁流變液有接觸，線圈外層的漆包線就有可能因受到腐蝕而引起漏電、斷線等故障，這樣將會(huì)使電流控制失去作用。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)電流控制和行程控制、阻尼力變化范圍大、密封性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單可靠的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器包括缸筒、上端蓋、下端蓋、活塞桿、節(jié)流盤(pán)、導(dǎo)向盤(pán)、活塞和錐形變截面油針；其中缸筒的上下兩端分別安裝有上端蓋和下端蓋，并且上端蓋上安裝有一個(gè)單向閥；活塞桿、節(jié)流盤(pán)、導(dǎo)向盤(pán)和活塞組裝在一起后以能夠沿缸筒軸向移動(dòng)的方式設(shè)置在缸筒的內(nèi)部，并且缸筒下部?jī)?nèi)部注有磁流變液，上部充有高壓氮?dú)猓换钊麠U的上端部?jī)?nèi)部形成有一個(gè)上部軸向中心孔，并且上端部圓周面上交錯(cuò)形成有多個(gè)與上部軸向中心孔相連通的徑向孔，下端部?jī)?nèi)部形成有一個(gè)下部軸向中心孔，并且下端部延伸至下端蓋的外部；導(dǎo)向盤(pán)呈圓環(huán)狀，套裝在活塞桿的上端圓周面上，并且其外徑與缸筒的內(nèi)徑相同；節(jié)流盤(pán)也呈圓環(huán)狀，安裝在活塞桿頂面上，并且節(jié)流盤(pán)中心處的節(jié)流孔與活塞桿的上部軸向中心孔位于同一條直線；活塞由上導(dǎo)磁盤(pán)、下導(dǎo)磁盤(pán)、密封套件、導(dǎo)磁套和導(dǎo)磁線圈組成，其中上導(dǎo)磁盤(pán)和下導(dǎo)磁盤(pán)均呈環(huán)狀，兩者相隔距離套裝在活塞桿中部的圓周面上，并且上導(dǎo)磁盤(pán)的下端面邊緣和下導(dǎo)磁盤(pán)的上端面邊緣沿軸向向外突出形成一邊沿；導(dǎo)磁套也呈環(huán)狀，套裝在位于上導(dǎo)磁盤(pán)和下導(dǎo)磁盤(pán)之間的活塞桿上；導(dǎo)磁線圈纏繞在導(dǎo)磁套上，并且導(dǎo)線末端經(jīng)下部軸向中心孔引至減震器外部；密封套件設(shè)置在導(dǎo)磁線圈的外圓周面上，并且其外部?jī)啥朔謩e與上導(dǎo)磁盤(pán)和下導(dǎo)磁盤(pán)上的邊沿相接觸；錐形變截面油針的底面安裝在上端蓋的底面中部，下端對(duì)準(zhǔn)活塞桿的上部軸向中心孔。所述的密封套件包括密封套、兩個(gè)O形膠圈和兩個(gè)橡膠墊圈，其中密封套呈環(huán)形，并且中部部位的外徑大于兩端外徑，套裝在導(dǎo)磁線圈的外圓周面上，其上兩端部位的外表面上分別凹陷形成有一個(gè)環(huán)形密封槽；每個(gè)環(huán)形密封槽內(nèi)裝有一個(gè)O形膠圈，同時(shí)密封套中部?jī)啥宋恢梅謩e安裝有一個(gè)橡膠墊圈。所述的上導(dǎo)磁盤(pán)和下導(dǎo)磁盤(pán)的外圓周面上形成有多條環(huán)形阻尼槽，并且上導(dǎo)磁盤(pán)和下導(dǎo)磁盤(pán)最大外徑處與缸筒內(nèi)表面之間的距離為1_。所述的活塞桿上徑向孔11的數(shù)量為8個(gè)。所述的上端蓋和下端蓋通過(guò)多根雙頭螺栓與缸筒I相互連接。
本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器具有如下優(yōu)點(diǎn)I、本減震器在一般磁流變減震器基礎(chǔ)上增設(shè)了錐形變截面油針，可利用錐形變截面油針與節(jié)流孔的配合作為行程控制部件來(lái)實(shí)現(xiàn)行程控制，提高了阻尼力變化范圍、乘坐舒適性和減震效果。2、一旦電流控制磁流變液體粘度失效，上述行程控制部件仍然可以改變不同行程時(shí)的阻尼力大小，較一般磁流變減震器更為安全可靠。3、密封部分采用O形膠圈和橡膠墊圈的雙密封結(jié)構(gòu)，大大增加了對(duì)導(dǎo)磁線圈的保護(hù)，避免了磁流變液對(duì)導(dǎo)磁線圈的侵蝕，使活塞密封性能大大提高。4、本減震器在體積補(bǔ)償方面沒(méi)有使用蓄能器，而是采用直接充高壓氮?dú)獾姆绞?，因此結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。


圖I為本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器外部結(jié)構(gòu)立體圖。圖2為去除缸筒后本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器結(jié)構(gòu)立體圖。圖3為本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器中密封套件裝配示意圖。圖4為本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器中活塞及活塞桿裝配示意圖。圖5為本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器中行程控制部件外部結(jié)構(gòu)放大圖。圖6為本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器中磁路結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖I-圖6所示，本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器包括缸筒I、上端蓋2、下端蓋3、活塞桿4、節(jié)流盤(pán)5、導(dǎo)向盤(pán)6、活塞7和錐形變截面油針8 ;其中缸筒I的上下兩端分別安裝有上端蓋2和下端蓋3，并且上端蓋2上安裝有一個(gè)單向閥9 ;活塞桿4、節(jié)流盤(pán)5、導(dǎo)向盤(pán)6和活塞7組裝在一起后以能夠沿缸筒I軸向移動(dòng)的方式設(shè)置在缸筒I的內(nèi)部，并且缸筒I下部?jī)?nèi)部注有磁流變液，上部充有高壓氮?dú)猓换钊麠U4的上端部?jī)?nèi)部形成有一個(gè)上部軸向中心孔10，并且上端部圓周面上交錯(cuò)形成有多個(gè)與上部軸向中心孔10相連通的徑向孔11，下端部?jī)?nèi)部形成有一個(gè)下部軸向中心孔12，并且下端部延伸至下端蓋3的外部；導(dǎo)向盤(pán)6呈圓環(huán)狀，套裝在活塞桿4的上端圓周面上，并且其外徑與缸筒I的內(nèi)徑相同；節(jié)流盤(pán)5也呈圓環(huán)狀，安裝在活塞桿4頂面上，并且節(jié)流盤(pán)5中心處的節(jié)流孔23與活塞桿4的上部軸向中心孔10位于同一條直線；活塞7由上導(dǎo)磁盤(pán)13、下導(dǎo)磁盤(pán)14、密封套件、導(dǎo)磁套24和導(dǎo)磁線圈16組成，其中上導(dǎo)磁盤(pán)13和下導(dǎo)磁盤(pán)14均呈環(huán)狀，兩者相隔距離套裝在活塞桿4中部的圓周面上，并且上導(dǎo)磁盤(pán)13的下端面邊緣和下導(dǎo)磁盤(pán)14的上端面邊緣沿軸向向外突出形成一邊沿17 ;導(dǎo)磁套24也呈環(huán)狀，套裝在位于上導(dǎo)磁盤(pán)13和下導(dǎo)磁盤(pán)14之間的活塞桿4上；導(dǎo)磁線圈16纏繞在導(dǎo)磁套24上，并且導(dǎo)線末端經(jīng)下部軸向中心孔12引至減震器外部；密封套件設(shè)置在導(dǎo)磁線圈16的外圓周面上，并且其外部?jī)啥朔謩e與上導(dǎo)磁盤(pán)13和下導(dǎo)磁盤(pán)14上的邊沿17相接觸；錐形變截面油針8的底面安裝在上端蓋2的底面中部，下端對(duì)準(zhǔn)活塞桿4的上部軸向中心孔10。所述的密封套件包括密封套15、兩個(gè)O形膠圈19和兩個(gè)橡膠墊圈20，其中密封套15呈環(huán)形，并且中部部位的外徑大于兩端外徑，套裝在導(dǎo)磁線圈16的外圓周面上，其上兩端部位的外表面上分別凹陷形成有一個(gè)環(huán)形密封槽21 ;每個(gè)環(huán)形密封槽21內(nèi)裝有一個(gè)O形膠圈19，同時(shí)密封套15中部?jī)啥宋恢梅謩e安裝有一個(gè)橡膠墊圈20。所述的上導(dǎo)磁盤(pán)13和下導(dǎo)磁盤(pán)14的外圓周面上形成有多條環(huán)形阻尼槽18，并且上導(dǎo)磁盤(pán)13和下導(dǎo)磁盤(pán)14最大外徑處與缸筒I內(nèi)表面之間的距離為1mm。所述的活塞桿4上徑向孔11的數(shù)量為8個(gè)。所述的上端蓋2和下端蓋3通過(guò)多根雙頭螺栓22與缸筒I相互連接?，F(xiàn)將本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器組裝方法闡述如下I、首先在密封套15上的每個(gè)環(huán)形密封槽21內(nèi)安裝一個(gè)O形膠圈19，同時(shí)在密封套15中部?jī)啥宋恢梅謩e安裝一個(gè)橡膠墊圈20，由此組裝好密封套件；2、將導(dǎo)向盤(pán)6套裝在活塞桿4的上端圓周面上，然后將節(jié)流盤(pán)5用螺釘安裝在活塞桿4的頂面上；3、將上導(dǎo)磁盤(pán)13、纏有導(dǎo)磁線圈16的導(dǎo)磁套24以及密封套件和下導(dǎo)磁盤(pán)14依次安裝在活塞桿4中部外圓周面上，并在下導(dǎo)磁盤(pán)14下部用螺母預(yù)緊固定，由此在活塞桿4上組裝好活塞7 ；4、將單向閥9安裝在上端蓋2上，然后將上端蓋2安裝在缸筒I上端，之后將上述安裝在一起的活塞桿4和活塞7裝入缸筒I內(nèi)部；5、在缸筒I的下端安裝好下端蓋3，并用多根雙頭螺栓22將上端蓋2和下端蓋3拉緊；6、通過(guò)圖中未示出的注油孔向缸筒I下部注入磁流變液至預(yù)定容量，然后將注油孔 封??；7、通過(guò)單向閥9向缸筒I的上部充入規(guī)定壓強(qiáng)的高壓氮?dú)?，至此裝配完成。現(xiàn)將本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器工作原理闡述如下使用本發(fā)明提供的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器前，將其上的活塞桿3下端連接在飛機(jī)或汽·車(chē)的輪胎結(jié)構(gòu)上，上端蓋2通過(guò)相應(yīng)部件連接重物。在使用過(guò)程中，當(dāng)飛機(jī)或汽車(chē)的輪胎受到震動(dòng)而推動(dòng)本帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器上的活塞桿4向上移動(dòng)時(shí)，缸筒I下部的磁流變液將通過(guò)活塞桿4上的徑向孔11流入上部軸向中心孔10及節(jié)流盤(pán)5上的節(jié)流孔23內(nèi)，由活塞桿4移動(dòng)而引起的缸筒I體積的變化由高壓氮?dú)怏w積的變化來(lái)補(bǔ)償。在緩沖初期，由于沖擊載荷較大，需要較大的節(jié)流孔23面積，因此錐形變截面油針8位于節(jié)流孔23的外部；而在緩沖末期，隨著活塞桿4的上移，錐形變截面油針5的下端也隨之壓入節(jié)流盤(pán)5上的節(jié)流孔23內(nèi)，從而使節(jié)流孔23的面積變小，這時(shí)就能夠提供較大的阻尼力。即，隨著活塞桿4行程的變化，通過(guò)節(jié)流孔23的磁流變液的流量也隨之變化，節(jié)流孔23處的阻尼力也會(huì)隨著行程的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)行程控制?？衫谜{(diào)節(jié)節(jié)流孔23的大小來(lái)調(diào)節(jié)阻尼力的大小。與此同時(shí)，在緩沖過(guò)程中，給導(dǎo)磁線圈16中施加電流后，則主磁路將會(huì)按圖6中虛線所示的路徑分布，這時(shí)位于活塞7和缸筒I之間環(huán)形間隙中磁流變液的粘度將會(huì)隨著電流大小的變化而變化，從而實(shí)現(xiàn)電流控制?？赏ㄟ^(guò)改變導(dǎo)磁線圈16電流大小的方式來(lái)改 變位于活塞7和缸筒I之間環(huán)形間隙中磁流變液的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小，從而調(diào)節(jié)阻尼力的大小。
權(quán)利要求
1.一種帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器，其特征在于所述的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器包括缸筒(I)、上端蓋(2)、下端蓋(3)、活塞桿(4)、節(jié)流盤(pán)(5)、導(dǎo)向盤(pán)(6)、活塞(7)和錐形變截面油針(8);其中缸筒(I)的上下兩端分別安裝有上端蓋(2)和下端蓋(3)，并且上端蓋(2)上安裝有一個(gè)單向閥(9);活塞桿(4)、節(jié)流盤(pán)(5)、導(dǎo)向盤(pán)(6)和活塞(7)組裝在一起后以能夠沿缸筒(I)軸向移動(dòng)的方式設(shè)置在缸筒(I)的內(nèi)部，并且缸筒(I)下部?jī)?nèi)部注有磁流變液，上部充有高壓氮?dú)?；活塞桿(4)的上端部?jī)?nèi)部形成有一個(gè)上部軸向中心孔(10)，并且上端部圓周面上交錯(cuò)形成有多個(gè)與上部軸向中心孔(10)相連通的徑向孔(11)，下端部?jī)?nèi)部形成有一個(gè)下部軸向中心孔(12)，并且下端部延伸至下端蓋(3)的外部；導(dǎo)向盤(pán)(6)呈圓環(huán)狀，套裝在活塞桿(4)的上端圓周面上，并且其外徑與缸筒(I)的內(nèi)徑相同；節(jié)流盤(pán)(5)也呈圓環(huán)狀，安裝在活塞桿⑷頂面上，并且節(jié)流盤(pán)(5)中心處的節(jié)流孔(23)與活塞桿⑷的上部軸向中心孔(10)位于同一條直線；活塞(7)由上導(dǎo)磁盤(pán)(13)、下導(dǎo)磁盤(pán)(14)、密封套件、導(dǎo)磁套(24)和導(dǎo)磁線圈(16)組成，其中上導(dǎo)磁盤(pán)(13)和下導(dǎo)磁盤(pán)(14)均呈環(huán)狀，兩者相隔距離套裝在活塞桿(4)中部的圓周面上，并且上導(dǎo)磁盤(pán)(13)的下端面邊緣和下導(dǎo)磁盤(pán)(14)的上端面邊緣沿軸向向外突出形成一邊沿(17);導(dǎo)磁套(24)也呈環(huán)狀，套裝在位于上導(dǎo)磁盤(pán)(13)和下導(dǎo)磁盤(pán)(14)之間的活塞桿(4)上；導(dǎo)磁線圈(16)纏繞在導(dǎo)磁套(24)上，并且導(dǎo)線末端經(jīng)下部軸向中心孔(12)引至減震器外部；密封套件設(shè)置在導(dǎo)磁線圈(16)的外圓周面上，并且其外部?jī)啥朔謩e與上導(dǎo)磁盤(pán)(13)和下導(dǎo)磁盤(pán)(14)上的邊沿(17)相接觸；錐形變截面油針(8)的底面安裝在上端蓋(2)的底面中部，下端對(duì)準(zhǔn)活塞桿(4)的上部軸向中心孔(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器，其特征在于 所述的密封套件包括密封套(15)、兩個(gè)O形膠圈(19)和兩個(gè)橡膠墊圈(20)，其中密封套(15)呈環(huán)形，并且中部部位的外徑大于兩端外徑，套裝在導(dǎo)磁線圈(16)的外圓周面上，其上兩端部位的外表面上分別凹陷形成有一個(gè)環(huán)形密封槽(21);每個(gè)環(huán)形密封槽(21)內(nèi)裝有一個(gè)O形膠圈(19)，同時(shí)密封套(15)中部?jī)啥宋恢梅謩e安裝有一個(gè)橡膠墊圈(20)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器，其特征在于所述的上導(dǎo)磁盤(pán)(13)和下導(dǎo)磁盤(pán)(14)的外圓周面上形成有多條環(huán)形阻尼槽(18)，并且上導(dǎo)磁盤(pán)(13)和下導(dǎo)磁盤(pán)(14)最大外徑處與缸筒⑴內(nèi)表面之間的距離為1mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器，其特征在于所述的活塞桿⑷上徑向孔11的數(shù)量為8個(gè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器，其特征在于所述的上端蓋⑵和下端蓋⑶通過(guò)多根雙頭螺栓(22)與缸筒⑴相互連接。
全文摘要
一種帶油針的線圈內(nèi)置式磁流變減震器。其包括缸筒、上端蓋、下端蓋、活塞桿、節(jié)流盤(pán)、導(dǎo)向盤(pán)、活塞和錐形變截面油針。本發(fā)明的線圈內(nèi)置式磁流變減震器具有如下優(yōu)點(diǎn)其在一般磁流變減震器基礎(chǔ)上增設(shè)了錐形變截面油針，可利用錐形變截面油針與節(jié)流孔的配合作為行程控制部件來(lái)實(shí)現(xiàn)行程控制，提高了阻尼力變化范圍、乘坐舒適性和減震效果。一旦電流控制磁流變液體粘度失效，行程控制部件仍可改變不同行程時(shí)的阻尼力大小，較一般磁流變減震器更為安全可靠。密封部分采用O形膠圈和橡膠墊圈的雙密封結(jié)構(gòu)，大大增加了對(duì)導(dǎo)磁線圈的保護(hù)，避免了磁流變液對(duì)導(dǎo)磁線圈的侵蝕，使活塞密封性能大大提高。本減震器采用直接充高壓氮?dú)夥绞剑虼私Y(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)F16F9/36GK102927191SQ201210411358
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者祝世興, 盧銘濤 申請(qǐng)人:中國(guó)民航大學(xué)