本项目提供了一种基于磁流变阻尼器的组合减振器,其包括钢丝绳减振器、上下夹板、磁流变阻尼器、金属弹簧、可调限位装置。磁流变阻尼器的下端安装一个金属弹簧,磁流变阻尼器包括内设容腔的缸体、转轴、腔内架、限位弹簧、电磁线圈,限位装置包括圆形限位盘、圆弧形卡条、限位柱。本发明可承受垂直、扭转振动载荷,并具有限制转动角度大小功能。当受到不同的振动载荷时,其不同部位工作。且可以安装若干电磁线圈,保证在不增加阻尼器外形尺寸、励磁电流的前提下,大大提高阻尼力,能够在扭转角度有限的情况下,输出很大的转矩,能够满足高速冲击和低速振动控制系统的要求,以适应车载天线雷达、机载座椅、车载悬架等扭转角度不大的场合
1.一种基于磁流变阻尼器的组合减振器,其特征在于:其包括磁流变阻尼器、对称设于所述磁流变阻尼器两侧的钢丝绳减振器、设于所述磁流变阻尼器和钢丝绳减振器两端的上夹板和下夹板、设于上夹板上部的用于调节扭转角度的可调限位装置;
所述磁流变阻尼器的中心设有转轴,所述转轴的上端穿设于上夹板之外,所述转轴的下端穿设于下夹板之内,所述转轴的下端套设有垂直限位弹簧,所述下夹板下部设有用于减振的橡胶板;所述钢丝绳减振器为两个,对称设于所述磁流变阻尼器的两侧,所述钢丝绳减振器的两端均设有扼板,所述钢丝绳减振器通过扼板分别与上夹板和下夹板连接;
所述可调限位装置包括固定设于上夹板上部的圆形限位盘、设于圆形限位盘上的轴套和圆弧形卡条、设于轴套上的与轴套中心垂直设置的限位柱;所述圆形限位盘套设于转轴外;所述轴套与转轴上端通过平键连接并通过设于轴套上部的螺母压紧固定;所述圆弧形卡条包括两个,分别为圆弧形卡条Ⅰ和圆弧形卡条Ⅱ,所述的圆弧形卡条Ⅱ焊接在所述的圆形限位盘上,圆弧形卡条Ⅰ通过螺钉固定在所述的圆形限位盘上并可以在圆弧形卡条Ⅱ内作圆弧转动。
一种基于磁流变阻尼器的组合减振器,主要由磁流变阻尼器、钢丝绳减振器、可调限位装置、上夹板34、下夹板35构成,下夹板的下面安装橡胶板32,用来减振;钢丝绳减振器有两个,对称布置于磁流变阻尼器的两侧且分别与扼板33用螺栓固定,扼板焊接在上夹板34和下夹板35上;磁流变阻尼器的转轴13下端安装垂直限位弹簧31;可调限位装置的圆形限位盘30焊接在上夹板34上,轴套26通过平键一36连接在转轴13上,通过螺母28固定。
目前市场上具有的磁流变阻尼器主要有直线式和旋转式,磁流变阻尼利用磁流变液在磁场强度作用下实现由牛顿流体变为类固态,产生阻尼力。现有的旋转式磁流变阻尼器是将转子置于工作缸内,工作缸内充满了磁流变液,在转子上或工作缸体上安装绕磁线圈,通过调节绕磁线圈的电流大小,改变工作缸内磁流变液的粘度来调整其输出的阻尼力。旋转式阻尼器采用单片式或多片式,均可以360°旋转,极大地增加了工作范围;能够实现可控的阻尼比。但仍然存在以下缺点:(1)旋转式阻尼器可以360°旋转,在一些振动幅度不大的场合,比如汽车座椅、悬架和离合器扭转阻尼等扭转角度有限的场合,不太适应;(2)扭转角度不大时,无论单片还是多片式旋转式阻尼器,输出的阻尼力有限,不能输出较大的扭矩对振动进行抑制;(3)磁流变阻尼器中的磁流变液利用率低,提高了磁流变阻尼器及其半主动控制系统的成本。
申请号为CN201320466574.9的中国专利“一种金属弹簧钢丝绳液体阻尼隔振器”公开了一种减振器。其结构如图1所示,01是夹板,02是液体阻尼器,03是钢丝绳减振器,04是轭板,05是金属弹簧,06是橡胶板,07是钢丝绳弹簧,08是钢丝绳弹簧夹板。该减振器综合采用了钢丝绳减振器、弹簧减振器、液体阻尼器,液体阻尼器能有效弥补弹簧减振器和钢丝绳隔振器隔振性差的缺点,能适用于具有大振幅振动和低频振动特点的船舶工况,有效降低了设备的振动而且对冲击反应灵敏,能使设备保持良好工作性能。但该金属弹簧钢丝绳液体阻尼隔振器仍存在以下问题:该减振装置在实际工作时,会因为振动冲击、负载的不平衡、以及车辆行驶时路面的不平整等原因造成减振装置的扭转振动,从而对仪器设备的正常稳定工作造成影响。因此,该种减振器不适合应用于受到扭转振动的设备上。
申请号为CN201510166681.3的中国专利“磁流变扭转阻尼器及其汽车座椅”公开了一种磁流变扭转阻尼器。其结构如图2所示,09是内设容腔的缸体,010是转轴,011是腔内架,012是弧形限位弹簧,013是弧形活塞,014是电磁线圈,015是电导线。该减振器利用转轴带动弧形活塞转动,弧形限位弹簧使弧形活塞在减振器不工作时回到初始位置。该减振器结构紧凑,可以在扭转振动角度有限的情况下,输出较大的可对振动进行抑制的扭矩,以适应汽车座椅、离合器等扭转角度不大的场合。但是上述磁流变扭转阻尼器存在以下问题:(1)电磁线圈数量有限,不能产生很大的扭矩。(2)实际工作时,仪器受到垂直振动冲击,不能起到有效的减振效果。
具有如下创新点:
1、不同位置的阻尼力可调,转角越大,阻尼力越大。在外缸体上安装若干电磁线圈,可以通过分别调节控制不同电磁线圈,使电磁线圈附近的磁流变液产生不同的阻尼力,并使电磁线圈初始位置离弧形活塞越远,加的电流越大,从而实现随着减振器扭转角度的增大,阻尼力越大。
2、可同时实现抵抗垂直、扭转振动载荷。现行的钢丝绳隔振装置具有多向大位移弹性变形功能,这种动态变形能力有利于抵抗大冲击变形和降低冲击响应。同时,一些钢丝绳减振器也出现了空间三向限位的装置,适应工程领域下特定的限位要求的隔振需求,一些智能钢丝绳减振器也只考虑了垂直载荷。而采用基于磁流变阻尼器的新型组合减振器可以同时对垂直、扭转载荷进行减振,提高了设备的工作可靠性,延长了设备的使用寿命,节约了经济成本。
3、当只受到垂直载荷时,磁流变阻尼器不工作,对其起到了较好的保护作用。在磁流变阻尼器的转轴与夹板连接处安装垂直限位弹簧,在只受到垂直振动载荷时,限位弹簧开始工作,保护磁流变阻尼器,同时由于限位弹簧压缩量有限,起到限位作用。通过更换限位弹簧可以对装置进行垂直限位调节。
4、电磁线圈的规格尺寸不受活塞尺寸限制。传统的磁流变阻尼器在活塞上绕制电磁线圈,限制电磁线圈的高度来保证磁流变阻尼器的运动冲程。本发明磁流变阻尼器的电磁线圈安装在外缸体上,利用外腔的磁流变液由牛顿流体在电磁线圈通电时变为类固体,增大阻尼力而工作,因此可以调节外腔的高度,从而使电磁线圈的规格尺寸可以灵活调节。
5、磁流变液利用率高。传统的旋转式磁流变阻尼器在活塞上绕制电磁线圈,对电磁线圈通电,只能利用电磁线圈附近的磁流变液,不能充分利用所有的磁流变液。本发明在外缸体的圆周上安装了10个电磁线圈,能够对外腔体内的所有磁流变液充分利用,大大提高了磁流变液的利用率。
6、适用高速冲击、低速扭转振动的情况。由于在外缸体的圆周上安装了10个电磁线圈,可以分别控制每一个电磁线圈,施加不同电流。在受到低速扭转振动载荷时,电磁线圈施加小电流;受到高速扭转振动载荷时,电磁线圈施加大电流。从而保证了装置能够适用高速冲击、低速扭转振动的情况。
7、能耗低。基于在外缸体上安装了10个电磁线圈并可以分别控制,能够充分利用外腔体内的磁流变液,能够保证在产生相同阻尼力的情况下,输入电流小,从而降低了能耗。
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