本发明涉及一种双出杆磁流变减振器,尤其是涉及一种双出杆旁路式磁流变减振器。
背景技术:
在机械系统中经常会存在过载损坏,从而导致各种事故的发生。在机械系统中,为了能使机器运动更加稳定,从而在机械系统中加入减振器以消除部分振动。然而,在消除部分振动提高机器运行稳定性的同时也对整个机械系统构成一定的威胁:减振器本身的机械结构以及材料会因为外力过大众而损坏,从而破坏整个机器运行稳定性,甚至会导致整个机器的破坏而对操作人员的人身安全造成威胁。因此,对减振器本身的机械结构以及材料提出了一定的要求,如果有一种特定结构的减振器,其特征在于本身集成过载保护功能,那么在不增加整个机器的整体尺寸的同时会大大提高机械系统的安全系数,使得整个机械系统的机械结构趋于简单。
磁流变液是一种智能材料,主要由微米级铁磁性颗粒、基液、添加剂组成。其特征在于:在零磁场强度条件下,磁流变液表现为流动性好,黏度低的Newton流体,当有外加磁场的条件下,磁流变液瞬时(毫秒量级)向高黏度、低流动性的Bingham流体过渡。研究表明磁流变液的剪切屈服应力可达到50-100KP,工作温度范围在-40℃-150℃之间,磁流变液的可逆循环变化次数大约为300万次,因此,磁流变液阻尼器具有寿命长、反应迅速、工作温度范围宽,压力承受能力高、耗能低等特点。
剪切磁流变液运动时,所受到的磁流变液的阻尼力可以用以下公式计算:
式中:η为和磁场强度无关的液体屈服后黏度(实测的屈服后剪切应力的斜率);v为流体的剪切应变率;τy为磁致剪切屈服应力;sgn(v)考虑到活塞的往复运动。
技术实现要素:
本发明要解决的技术问题是提供一种双出杆旁路式磁流变减振器。该减振器的特点是其内部具有集成过载保护功能,具有使用寿命长、反应迅速、工作温度范围宽、压力承受能力高、耗能低等特点。
为了有效的实现如上所述的功能与特点,本发明是按如下方式来实现的:该减振器包括端盖,螺栓,壳体,活塞,隔磁垫片,永磁铁,隔离圈,磁流变液,电磁线圈,密封圈,活塞杆。壳体中空,并且周边开有环形通道,环形通道两边开有凹槽,永磁铁安装在此凹槽中,并且通过隔磁垫片与壳体本体隔离;活塞也开有凹槽,电磁线圈安装在此凹槽;端盖、壳体通过螺栓连接形成一个密封腔室,磁流变液充满于此密封腔室中,永磁铁、电磁线圈通过隔离圈与磁流变液隔离;端盖开有通孔,该通孔内壁安装有密封圈,用于磁流变液的密封,活塞杆与该通孔形成移动副。
壳体内部的中空与活塞组成主回路,往电磁线圈通有一定的电流,在主回路形成相应强度的磁场,主回路中磁流变液发生流变现象,在该主回路的外围设计一旁路,在旁路两边安装永磁铁,使得该永磁铁所产生的磁场强度是主回路磁场强度的1.1-1.2倍,在外部压力的作用下,活塞从减振器的一端向另一端移动的同时,磁流变液通过活塞与壳体内表面所组成的主回路向反方向流动,此时旁路成封闭状态,因此活塞做剪切磁流变液运动,起到减振的作用。但是,如果由于当某种原因使得外部压力发生突变从而超出了该减振器所能承受的负载压力时,旁路开始工作,此时,磁流变液通过主回路以及旁路这两条回路向活塞移动的反方向流动,防止由于外部压力突增所引起的减振器破坏的同时保证了减振器的正常工作。
附图说明
图1为本发明一种双出杆旁路式磁流变减振器的内部结构原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。
如图1所示,本发明一种双出杆旁路式磁流变减振器,该减振器主要是由端盖1、螺栓2、壳体3、活塞4、隔磁垫片5、永磁铁7、隔离圈8、磁流变液9、电磁线圈10、密封圈12、活塞杆13组成。壳体3中空,并且周边开有环形通道,环形通道两边开有凹槽,永磁铁7安装在此凹槽中,并且通过隔磁垫片5与壳体3本体隔离,活塞4也开有凹槽,电磁线圈10安装在此凹槽;端盖1、壳体3通过螺栓2连接形成一个密封腔室,磁流变液9充满于此密封腔室中,永磁铁7、电磁线圈10通过隔离圈8与磁流变液9隔离;端盖1开有通孔,该通孔内壁安装有密封圈12,用于磁流变液的密封,活塞杆13与该通孔形成移动副。
壳体3内部的中空与活塞4组成主回路,往电磁线圈10通有一定的电流,在主回路形成相应强度的磁场11,主回路中磁流变液9发生流变现象,在该主回路的外围设计一旁路,在旁路两边安装永磁铁7,使得该永磁铁7所产生的磁场强度6是主回路磁场强度11的1.1-1.2倍,在外部压力的作用下,活塞4从减振器的一端向另一端移动的同时,磁流变液9通过活塞4与壳体3内表面所组成的主回路向反方向流动,此时旁路成封闭状态,因此活塞4做剪切磁流变液9运动,起到减振的作用。但是,如果由于当某种原因使得外部压力发生突变从而超出了该减振器所能承受的负载压力时,旁路开始工作,此时,磁流变液9通过主回路以及旁路这两条回路向活塞4移动的反方向流动,防止由于外部压力突增所引起的减振器破坏的同时保证了减振器的正常工作。