[发明专利]磁流变扭转减振器

说明书

技术领域

本发明属于减振器，具体涉及一种磁流变扭转减器。

背景技术

发动机曲轴、机床主轴、电机等做回转运动的传动轴系或转子在工作时将发生不可避免的扭转振动，这种振动不但会降低机器的精度、噪声增大等故障，甚至造成曲轴或传动轴疲劳故障而损坏，尤其在高速时情况更为严重。此外，对于升降电梯和建筑施工升降机等做直线运动的大功率升降设备，在货物下降过程中需要消耗大量能量，且出现紧急坠落时需要产生较大阻力减小坠落对货物的损坏。因此，扭转减振器的设计成为改善以上情况的重要课题。

目前国内外使用的扭转减振器主要有橡胶减振器、硅油减振器和金属弹簧减振器等，但这些类型的减振器不能对其进行自适应调节。磁流变减振器作为一种智能减振装置，具有结构简单、体积小、能耗低、阻尼连续可调等优点，已逐渐成为振动控制领域里的研究和应用热点。中国专利（CN201110115093.9），对传统硅油式减振器进行了改进，提出一种发动机磁流变扭转减振器，可以通过改变电流的大小来改变外加磁场力，从而可以调节磁流变液的阻尼，由于只利用了剪切工作模式，产生的阻尼力有限。中国专利（CN20092026277.9），提出一种磁流变扭转减振装置，转子转动时，由于与水平方向有夹角会使磁流变液沿径向流动，之后再沿定子内的通道往复流动，也有一定的局限性，加工复杂，而且扭转减振本身也容易产生新的扭转振动。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种新型磁流变扭转减振器，通过螺旋推进结构的转子组件推动磁流变液的运动，使减振器充分利用磁流变液的流动和剪切两种工作模式，同时通过改变内套筒和定子间配合形状增加磁流变液流动通道长度和接触面积，极大地提高磁流变扭转减振器的阻尼力调节范围。

本发明的目的是采用下述方案来实现的：

一种磁流变扭转减振器，包括转子组件、定子、磁流变液和减振器缸体；所述减振器缸体由外套筒和左、右端盖连接构成；所述定子与减振器缸体固连接，并且外圆上绕有多级电磁线圈；所述转子组件安装在减振器缸体内，与定子配合，其输入端通过联轴器与负载设备连接。其改进点在于：

所述转子组件包括带有螺旋推进结构的推进杆和内套筒；

所述带有螺旋推进结构的推进杆是在一根转轴上加工螺旋条而形成，推进杆的具有螺旋结构的一端安装在定子的内孔中，外端作为转子组件的输入端，通过密封轴承支撑在减振器缸体的右端盖上，推进杆的螺旋条与定子的接触面上设置有树脂密封带。带有螺旋推进结构的推进杆做旋转运动，螺旋角大小根据优化计算和试验测试确定。

所述内套筒套在定子之外，两者之间留有供磁流变液通过的间隙，内套筒的一端有中心孔，与推进杆的对应部位键结合，并通过卡簧和进行轴向固定；

所述定子的内孔底部有与内套筒和定子间的间隙连通的通道，以便于形成使推进杆叶片挤压的磁流变液流到定子、内套筒和减振器缸体之间的间隙。

所述磁流变液充满定子、内套筒和减振器缸体之间的间隙。

进一步，还有连接盘，所述连接盘套在推进杆上，通过螺栓连接在内套筒端部，也与推进杆通过键连接，并进行轴向固定。

进一步，所述内套筒和定子的配合面上形成有增加磁流变液流动的通道长度和接触面积的配合结构，所述配合结构是在定子上设计环形凹槽，在转子对应设计环形凸起，形成第一配合结构；和/或者是在定子上设计环形凸起，在转子对应设计环形凹槽，形成第二配合结构，这样可以增大磁流变扭转减振器的阻尼力及动态范围。

进一步，定子与减振器缸体的左端盖通过螺栓连接定位，定子的底部有周向均布的三个凸台，作为与左端盖的连接部，凸台之间的下凹部分就形成其内孔与内套筒和定子间的间隙连通的通道，这样结构更简洁。

所述树脂密封带是在推进杆的螺旋条上顺着螺旋方向开槽，在槽中填充树脂而形成，使螺旋条与定子内壁之间密封。

所述减振器缸体的外套筒与左、右端盖通过密封圈进行密封，分别通过均布在圆周上的螺纹孔固定连接，左、右端盖与定子安装螺纹孔处和推进杆安装轴颈处分别用密封圈进行密封。

本发明的优点如下：

1、通过螺旋推进杆推动磁流变液做循环流动，充分利用了磁流变液的流动和剪切工作模式，产生的阻尼力大，可调范围宽，不需要补偿装置，整个结构密封好，磁流变液的轴向流动由螺旋推进杆驱动。

2、磁流变效应利用率高，通过在转子和定子上加工相互配合的凹槽或凸起，增加磁流变液流动的通道长度和接触面积，提高磁流变扭转减振器产生的可调阻尼力。