[發明專利]帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧

無效

• 申請號: 200810040514.4
• 申請日: 2008-07-11
• 公開（公告）號: CN101324255A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發明（設計）人: 馮浩;曹文明;丁立軍
• 申請（專利權）人: 嘉興學院;丁立軍
• 主分類號: F16F6/00
• 分類號: F16F6/00
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 竺明

技術領域

本發明涉及一種彈簧，具體地說，是涉及一種用于減振的采用永磁力加可控電磁力結構的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧。

背景技術

公知的彈簧，一般都是由彈簧鋼絲繞制而成，安裝在某物體下，即對物體起到彈力支撐作用，對于減振要求高的場合則采用彈簧加油腔減振墊的方案。但由于彈簧直接與支撐物接觸，所以，對物體的減振效果有限。而且，由于彈簧固有特性已定，所以，不能根據所加負載的變化而調節其特性。

本發明致在利用磁吸力構成彈簧，通過磁場力使支撐物體處于磁懸浮狀態，從而，有效提高減振效果；而且，通過動子的高性能永磁體構成了彈簧的基本磁懸浮力，同時，通過調節安裝在定子上勵磁繞組的勵磁電流，可根據需要調節磁懸浮力的大小；對于突加負載則采用自帶的空氣阻尼腔的阻尼作用減少突加負載所產生的振動，使致用于減振要求高的場合。

發明內容

本發明的目的是為了提供一種帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，與現有技術相比，采用磁吸力作為彈力，并把彈簧體與阻尼腔為一體，能夠明顯提高減振效果，而且，結構緊湊，同時，磁吸力即磁懸浮力采用基本永磁磁吸力加電磁力的組合形式，可根據所加負載的不同，有效的控制磁懸浮力，從而改善彈簧的彈力特性，另外，在永磁式磁懸浮結構的空氣介質中填充鐵磁材料粉末，使單位磁能能產生更大的磁懸浮力。

為達到上述目的，本發明的技術方案是，

帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，包括，基座，柱體結構，其中央開設一腔體作為阻尼空氣腔，底部開有進氣孔，并設密封片配合固定螺絲固定密封；支撐軸，其外徑與基座阻尼空氣腔內徑相匹配，其一端插設于基座阻尼空氣腔；罩殼，固定于基座上，所述的支撐軸自由端伸出罩殼；動子，其為永磁體，環狀結構，套設于罩殼內的支撐軸上；其上還設一導桿，對應地，所述的基座上開有供該導桿插入的孔道；位移傳感器，設置于基座上孔道，并對應該導桿；定子，設置于罩殼內側、動子外側，其為鐵磁材質、永磁體；動子與定子之間保持一定間隙，間隙中填充鐵磁材料粉末；定子勵磁繞組，設置于定子上；電磁控制器，分別電性連接位移傳感器和定子勵磁繞組，形成一閉環控制系統。

進一步，本發明還包括二個利于支撐軸轉動的軸承，分別設置于支撐軸與罩殼間以及基座處。

所述的軸承采用永磁環，與動子及支撐軸的磁場極性配合，實現軸與軸承間的磁懸浮。

又，所述的罩殼包括底板、外殼及端蓋；底板、端蓋中央開設一通孔，所述的軸承設置于該通孔處。

所述的罩殼通過固定件固定于基座上；該罩殼采用鐵磁材料制成。

所述的位移傳感器設置于基座上孔道端口；所述的位移傳感器采用直線光柵傳感器。

另外，本發明所述的定子采用導磁率高的鋼材，動子采用永磁磁鋼制成。

再有，所述的定子上還開設定子繞組槽，定子勵磁繞組嵌入定子繞組槽內。

本發明可控式永磁磁懸浮減振彈簧的工作原理如下：

動子為永磁磁鋼，與硅鋼構成的定子構成磁路，利用磁阻力產生了彈簧的基本磁吸力(垂直安裝產生磁懸浮力)，定子由導磁率大的鋼及勵磁繞組構成，勵磁電流使定子鐵心產生電磁力，定子磁場與動子磁場按異性相吸相互配合，從而將永磁力和電磁力相迭加，增大了動定子間的吸力(磁懸浮力)，改變勵磁繞組的勵磁電流可改變定子的勵磁狀態，從而改變動定子間的吸力(磁懸浮力)，通常定子與基座相固定，支撐物體與動子相聯，當動子上所加壓力增加，則動子與定子錯位，兩者之間磁吸力(磁懸浮力)增大，當壓力超過極限位置，則兩者之間磁吸力(磁懸浮力)減小，此時為磁懸浮失效，則依靠極限位置塑像墊付片支撐。

為減小磁路中的磁阻，以提高單位磁能的磁效率，本發明在動子與定子之間填充了鐵磁材料粉末，這就成倍提高動子與定子兩者之間的磁吸力(磁懸浮力)。

為減小突加負載所產生的振動，在動子行程上安裝了空氣阻尼腔，通過空氣腔內的壓縮空氣以克服突加負載所產生的振動。

為控制磁吸力需要控制定子繞組的電流，為此，設置了動子位置傳感器、電磁控制器。

本發明的有益效果

本發明當垂直安裝時，動子與定子之間產生磁吸力(磁懸浮力)，由于動子與定子之間的磁懸浮結構，只要磁懸浮力足夠大，不但能有效支撐物體，而且，有效地隔離了基座產生的振動，從而有效地抑制了振動。

同時，磁懸浮力采用了基本永磁吸力加電磁力的組合形式，改變勵磁繞組的勵磁電流可改變定子的勵磁狀態，從而改變動定子間的吸力(磁懸浮力)，可有效地調節彈性特性。另外，由于安裝了動子位置傳感器，與控制器構成閉環控制，可有效地提高控制性能。