专利名称：旋转型泡沫金属磁流变液阻尼器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种阻尼器，尤其是一种旋转式的泡沫金属磁流变液阻尼器。
背景技术：
磁流变液阻尼器(MRdamper)是一种阻尼可控器件，其内部的阻尼介质采 用磁流变液，是一种由载液、磁性颗粒、表面活性剂和分散剂组成的悬浮液体，该液体 在没有外加磁场的情况下，表现出牛顿流体的特性，但是一旦加上外加磁场，将会变成
“半固体”状态，因此，可通过调节外部施加的磁场来控制磁流变液阻尼器输出的阻尼 力，由于磁流变液阻尼器具有调节范围宽、功耗低、响应速度快以及结构简单的优点， 因而在振动控制工程领域具有广阔的应用前景。但近些年，由于在实际工程应用中遇到 的一些障碍，磁流变液阻尼器技术的发展速度有所降低。磁流变液阻尼器在工程应用中遇到的主要障碍在两个方面1.磁流变液阻尼器 价格昂贵；2.使用寿命短。传统的磁流变液阻尼器，在缸体内需要完全充满磁流变液， 用量大，成本高；而为了防止磁流变液的泄漏，需要设计性能非常好的密封结构，也导 致成本增加，同时由于磁流变液中有大量硬质的磁性颗粒，在活塞往复运动的过程中， 容易进入到活塞杆与密封结构之间的间隙处，这些泄漏出来的大量硬质颗粒进一步破坏 了阻尼器的密封结构，严重影响了磁流变液阻尼器的寿命和性能。为了解决磁流变液阻尼器的密封和造价方面的问题，国内外进行了大量的 研究，例如文献[Carlson J. D, Μ. R. Jolly. MR fluid, foam and elastomer devices, 2000, Mechatronics]中提到了一种多孔海绵磁流变液阻尼器。这种设计的特点是将充满磁流变 液的多孔海绵缠绕在装有电磁极的导磁钢轴上，在轴的一端形成活塞，能在导磁缸筒内 部沿轴向自由运动，由活塞和导磁钢筒提供磁力线通道。磁流变液通过毛细管力储存在 多孔海绵的孔隙中，避免了泄漏，也不需要密封，而且磁流变液的用量少，研究结果表 明，多孔海绵磁流变液阻尼器仅需要3 ml的磁流变液就可产生100 N的阻尼力，由于多孔 海绵磁流变液阻尼器价格低廉，这使其能够用于那种控制程度高而对阻尼力要求较低的 场合。但是，由于多孔海绵的硬度低，在多孔海绵磁流变液阻尼器工作的过程中，多孔 海绵会产生严重的磨损，影响了使用寿命；此外，多孔海绵也容易变形，使得阻尼力也 难以控制，因此使得多孔海绵磁流变液阻尼器技术距离市场化还有很大差距。
发明内容
为了克服磁流变液阻尼器在工程应用中遇到的密封、造价以及使用寿命短的缺 点，本发明提供一种旋转式的泡沫金属磁流变液阻尼器。本发明的技术方案为包括上盖板、下盖板、上剪切杆、下剪切杆、上剪切 盘、下剪切盘、支撑空心圆柱钢筒、环形线圈、环形磁钢、充有磁变流液的泡沫金属， 其特点在于，上盖板、下盖板通过螺栓与支撑空心圆柱钢筒连接，上剪切杆置于上盖板 中心开有的圆柱孔中，上剪切杆的上下置有第一滚动轴承和第二滚动轴承，所述第一滚动轴承和第二滚动轴承之间置有第一定位套筒，第一定位套筒与上盖板用紧定螺钉连 接，上剪切杆的上端接有电机，下端通过紧定螺钉和上剪切盘连接，和上剪切盘相对并 留有间隙的下剪切盘通过紧定螺钉和下剪切杆连接，下剪切杆上下置有第三滚动轴承和 第四滚动轴承，所述第三滚动轴承和第四滚动轴承之间置有第二定位套筒，第二定位套 筒用紧定螺钉和外面套有的环形磁钢连接，环形磁钢通过垫片与下盖板连接，套在环形 磁钢外部的环形线圈位于支撑空心圆柱钢筒的内部，放在支撑架上，充有磁变流液的泡 沫金属粘贴在下剪切盘上。所述的下剪切盘的两侧置有第一挡圈和第二挡圈。所述的环形线圈为铜线圈，采用Imm的铜导线绕制而成。所述的第一定位套筒、第二定位套筒均为铜质。本发明的有益效果是，本发明采用的是泡沫金属储存磁流变液，与传统磁流变 液阻尼器相比，不需密封结构，而且磁流变液用量减少，成本大幅降低，与多孔海绵磁 流变液阻尼器相比，本发明强度大、耐磨损、磁导率可调，还能产生明显的磁流变效应。
图1为本发明的主视图剖面图； 图2为图1的局部放大图。
具体实施例方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。由图1、图2、图3所示，旋转型泡沫金属磁流变液阻尼器包括上盖板1、下盖板 12、上剪切杆4、下剪切杆15、上剪切盘19、下剪切盘21、支撑空心圆柱钢筒9、环形线 圈10、环形磁钢23、充有磁变流液的泡沫金属20，其特征在于，上盖板1、下盖板12通 过螺栓与支撑空心圆柱钢筒9连接，而且均由导磁性材料20#钢制作，上剪切杆4置于上 盖板1中心开有的圆柱孔中，上剪切杆4的上下置有第一滚动轴承3和第二滚动轴承5， 所述第一滚动轴承3和第二滚动轴承5之间置有第一定位套筒2，第一定位套筒2与上盖 板1用紧定螺钉8连接，防止上剪切杆4上下滑动，上剪切杆4的上端接有电机，下端通 过紧定螺钉6和上剪切盘19连接，并保持上剪切杆4与上剪切盘19的下表面垂直，上剪 切杆4主要用于提供动力，上部连接一电机，和上剪切盘19相对并留有间隙的下剪切盘 21通过紧定螺钉7和下剪切杆15连接，剪切间隙用调节垫片13进行调节，用于防止上剪 切盘19、下剪切盘21的滑动而影响剪切间隙，下剪切杆15上下置有第三滚动轴承16和 第四滚动轴承22，所述第三滚动轴承16和第四滚动轴承22之间置有第二定位套筒14， 第二定位套筒14用紧定螺钉24和外面套有的环形磁钢23连接，环形磁钢23通过垫片13 与下盖板12连接，套在环形磁钢23外部的环形线圈10位于支撑空心圆柱钢筒9的内部， 放在支撑架11上，充有磁变流液的泡沫金属20粘贴在下剪切盘21上。滚动轴承使上剪 切杆4和下剪切杆15只产生径向滚动，而不发生晃动，这样可以保证剪切间隙的大小。所述的下剪切盘21的两侧置有第一挡圈17和第二挡圈18。所述的环形线圈10为铜线圈，采用Imm的铜导线绕制而成。所述的第一定位套筒2、第二定位套筒14均为铜质，上剪切盘19与下剪切盘21 左右两边分别置有挡圈17和挡圈18，挡圈17和挡圈18防止少量泄露。
其工作原理如下首先将泡沫金属20粘贴在下剪切盘21上，借助真空泵的作 用，让磁流变液充满泡沫金属20的孔隙，在磁场的作用下，磁流变液将会从泡沫金属20 的孔隙中抽出，填充剪切间隙，如果此时上剪切盘19旋转，将会剪切磁流变液而产生剪 切阻尼，剪切阻尼由下剪切盘21和下剪切杆15进行输出，在取消磁场后，部分磁流变液 将会返回到泡沫金属20的孔隙内部，当然，可能由于导磁性钢材料的剩磁作用，导致剪 切间隙内存在残磁效应，因而存在极少数的磁流变液链而出现剪切阻尼，此时剪切阻尼 接近于零，因此旋转型泡沫金属磁流变液阻尼器不需要密封结构，也减少了传统阻尼器 在密封间隙处的磨损，延长了寿命，同时由于泡沫金属在强度、耐磨性和导磁性等方面 远优于多孔海绵，因此具有非常好的应用潜力。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点 本发明采用的是泡沫金属储存磁流变液，与传统磁流变液阻尼器相比，不需密封结构， 而且磁流变液量减少，成本大幅降低，与多孔海绵磁流变液阻尼器相比，本发明强度 大、耐磨损、磁导率可调，还能产生明显的磁流变效应。
权利要求
1.一种旋转型泡沫金属磁流变液阻尼器，包括上盖板(1)、下盖板(12)、上剪 切杆(4)、下剪切杆(15)、上剪切盘(19)、下剪切盘(21)、支撑空心圆柱钢筒(9)、环形线圈(10)、环形磁钢(23)、充有磁变流液的泡沫金属(20)，其特征 在于，上盖板(1)、下盖板(12)通过螺栓与支撑空心圆柱钢筒(9)连接，上剪切杆 (4)置于上盖板(1)中心开有的圆柱孔中，上剪切杆(4)的上下置有第一滚动轴承 (3)和第二滚动轴承(5)，所述第一滚动轴承(3)和第二滚动轴承(5)之间置有第 一定位套筒(2)，第一定位套筒(2)与上盖板(1)用紧定螺钉(8)连接，上剪切 杆(4)的上端接有电机，下端通过紧定螺钉(6)和上剪切盘(19)连接，和上剪切盘(19)相对并留有间隙的下剪切盘(21)通过紧定螺钉(7)和下剪切杆(15)连接， 下剪切杆(15)上下置有第三滚动轴承(16)和第四滚动轴承(22)，所述第三滚动轴 承(16)和第四滚动轴承(22)之间置有第二定位套筒(14)，第二定位套筒(14)用 紧定螺钉(24)和外面套有的环形磁钢(23)连接，环形磁钢(23)通过垫片(13) 与下盖板(12)连接，套在环形磁钢(23)外部的环形线圈(10)位于支撑空心圆柱钢 筒(9)的内部，放在支撑架(11)上，充有磁变流液的泡沫金属(20)粘贴在下剪切 盘(21)上。
2.根据权利要求1所述的旋转型泡沫金属磁流变液阻尼器，其特征在于所述的下剪切 盘(21)的两侧置有第一挡圈(17)和第二挡圈(18)。
3.根据权利要求1所述的旋转型泡沫金属磁流变液阻尼器， 圈(10)为铜线圈，采用Imm的铜导线绕制而成。
4.根据权利要求1所述的旋转型泡沫金属磁流变液阻尼器， 位套筒(2)、第二定位套筒(14)均为铜质。其特征在于所述的环形线 其特征在于所述的第一定
全文摘要
本发明涉及一种旋转式的泡沫金属磁流变液阻尼器，包括上盖板、下盖板、上剪切杆、下剪切杆、上剪切盘、下剪切盘、支撑空心圆柱钢筒、环形线圈、环形磁钢、充有磁变流液的泡沫金属。本发明的有益效果是，本发明采用的是泡沫金属储存磁流变液，与传统磁流变液阻尼器相比，不需密封结构，而且磁流变液用量减少，成本大幅降低，与多孔海绵磁流变液阻尼器相比，本发明强度大、耐磨损、磁导率可调，还能产生明显的磁流变效应。
文档编号F16F9/53GK102022472SQ20101060166
公开日2011年4月20日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者刘旭辉 申请人:上海应用技术学院