[发明专利]一种两自由度的剪切式磁流变液阻尼器

说明书

技术领域

本发明属于机械加工振动抑制技术领域，更具体地，涉及一种两自由度的剪切式磁流变液阻尼器。

背景技术

磁流变液阻尼器是利用磁流变效应制造的阻尼连续可调器件，其中工作液为磁流变液。磁流变液是由可磁化粒子、基液及添加剂组成的悬浮液，在无外加磁场作用时，磁流变液中的可磁化粒子任意地分布在基液中，具有良好的流动性；当受到外加磁场作用时，可磁化粒子将沿着磁力线排列成链状结构，其屈服剪切应力迅速增大，从流体状态迅速变为类固体状态，屈服应力的大小和外加磁场的强弱有关，当磁场撤去后，又能迅速回复良好的流动性。

目前市面上的磁流变液阻尼器都采用剪切-阀式的结构，如中国专利CN201210292603.4公开了一种双出杆磁流变液阻尼器及其密封结构，其包括缸体、端盖、活塞，缸体两端与活塞的活塞杆之间分别设有用于密封的四氟垫片和铜垫片，如果活塞与缸体之间产生相对旋转运动，则会使得旋转精度得不到保证，振动和抖动会比较大。因此，不能确定该结构阻尼器可适用于车削加工中的薄壁盘类零件的振动拟制。

另外，上述这类磁流变液阻尼器，活塞上只有在线圈两旁的轴肩与缸体的径向间隙较小，其它部位与缸体的径向间隙比较大，这样活塞在轴向移动时，磁流变液对磁流变液的阻力就比较大，因此，这类磁流变液阻尼器的最小阻尼力约为300N,由于阻尼力太大，难以满足机械加工的精加工的减震要求。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种两自由度的剪切式磁流变液阻尼器，其能保证活塞与缸筒的相对回转精度，同时由于活塞与缸筒的回转运动，这又防止了磁流变液磁性粒子的沉降。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种两自由度的剪切式磁流变液阻尼器，其特征在于，包括缸体、活塞、导向环、线圈、密封圈和轴用卡簧，其中，

所述缸体包括缸筒和两个端盖，所述缸筒中空，其内设置有磁流变液，所述两个端盖分别安装在所述缸筒的左右两端；

所述活塞的轴线水平设置并且其贯穿所述缸体，所述活塞上设置有导向环环形安装槽、线圈环形安装槽、密封圈环形安装槽和轴用卡簧环形安装槽；

所述导向环的数量为两个，所述导向环环形安装槽的数量相应为两个，每个导向环分别安装在一所述导向环环形安装槽处并且固定套接在所述活塞上，每个导向环的外侧壁均与所述缸筒的内壁接触，以用于支撑所述活塞并使缸筒与活塞能相对转动；此外，每个所述导向环均采用聚四氟乙烯制成；

所述线圈安装在所述线圈环形安装槽处并且固定套接在所述活塞上，其与所述缸筒的内壁之间存在间隙并且位于两个导向环之间；

所述密封圈的数量为两个，所述密封圈环形安装槽的数量相应设置为两个，每个密封圈分别安装在一所述密封圈环形安装槽处并且固定套接在所述活塞上，每个密封圈的外侧壁均与所述缸筒的内壁接触，以用于密封所述缸筒内的磁流变液；

所述线圈和两个导向环均位于这两个密封圈之间；

所述轴用卡簧的数量为两个，所述轴用卡簧环形安装槽的数量相应设置为两个，每个轴用卡簧分别安装在一所述轴用卡簧环形安装槽处并且固定套接在所述活塞上，所述缸体、线圈、两个导向环和两个密封圈均位于这两个轴用卡簧之间，并且两个所述轴用卡簧的间距大于所述缸体的左右长度，以使所述缸体能沿着左右方向移动。

优选地，每个所述端盖在靠近所述缸筒的一侧上均设置有环形凹槽，所述缸筒的左右两侧在对应于所述环形凹槽的位置均设置有环形凸台，所述环形凸台伸入所述环形凹槽内。

优选地，所述缸筒的左侧设置有压板，以用于固定待加工零件。

优选地，所述活塞的右端固定安装有活塞固定座，以用于将所述活塞固定到机床上。

优选地，所述活塞位于所述缸筒内的部位与所述缸筒内壁存在径向间距，并且该径向间距的最大值为1.4mm。

优选地，所述磁流变液阻尼器的最大阻尼力为100N。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)在实际使用过程中，缸体通过压板与工件直接固定，活塞与机床固定，由于在活塞与缸筒间增加了导向环，这样既能保证活塞和缸筒的轴向运动精度，又能保证活塞与缸筒的相对回转精度，同时由于活塞与缸筒的回转运动，这又防止了磁流变液磁性粒子的沉降。

2)在缸筒前后两端面设计了环状凸台，在端盖端面设计了环形凹槽与环形凸台配合，提高了阻尼器运动部件的回转精度，另外一方面提高端盖的密封性能。