[發(fā)明專利]一種彈簧組合式磁性液體阻尼減振器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410306838.3
• 申請(qǐng)日: 2014-06-30
• 公開（公告）號(hào): CN104074918A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王四棋;李德才;任旦元
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京交通大學(xué)
• 主分類號(hào): F16F13/00
• 分類號(hào): F16F13/00
• 代理公司: 北京衛(wèi)平智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11392
• 代理人: 董琪

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種彈簧組合式磁性液體阻尼減振器，屬于機(jī)械工程振動(dòng)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

磁性液體減振是一種新型的減振方式，對(duì)慣性力的敏感度較高，且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、耗能大和壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，已成功應(yīng)用于航天領(lǐng)域。由于空間飛行器特殊的運(yùn)行環(huán)境，其自身體積、重量和能源受到一定的限制，相應(yīng)阻尼減振器應(yīng)該具有體積小、重量輕和可靠性高的特點(diǎn)。另外，航天器中存在一些較長(zhǎng)物體(如太陽(yáng)能帆板、衛(wèi)星天線等)的局部減振問題，這些振動(dòng)常表現(xiàn)出頻率低、位移小和加速度小的特征，這就要求阻尼減振器必須對(duì)慣性力較敏感，其它減振方式很難達(dá)到要求。

常見的一類磁性液體阻尼減振器如公開號(hào)CN?102032304A的申請(qǐng)專利，該阻尼減振器包括非導(dǎo)磁外殼、磁性液體、永磁鐵、螺母、端蓋、螺栓、螺釘、密封墊和O型密封圈。將永磁鐵裝入非導(dǎo)磁外殼腔內(nèi)，用螺栓和螺母將帶有O型密封圈的端蓋固定在非導(dǎo)磁外殼一端上，通過螺紋孔向非導(dǎo)磁外殼腔內(nèi)注滿磁性液體，用螺釘和密封墊封口。在能量耗散過程中，永磁體與外殼間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)主要由永磁鐵的慣性力引起，永磁鐵的運(yùn)動(dòng)受到磁性液體體積流量的限制，且受到磁性液體粘性力的影響，永磁鐵對(duì)振動(dòng)感知的靈敏度相對(duì)較差，該類磁性液體阻尼減振器在應(yīng)用過程中能量耗散受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種減振效果優(yōu)良的彈簧組合式磁性液體阻尼減振器。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種彈簧組合式磁性液體阻尼減振器，適用于航天器中較長(zhǎng)物體的減振，解決了航天器中較長(zhǎng)物體的減振問題。該裝置包括非導(dǎo)磁殼體、螺栓、螺母、永磁鐵、磁性液體、彈簧、非磁性外殼、O型圈、氣孔、環(huán)形間隙、氣孔。各組件之間的連接方式為：彈簧的一端與永磁鐵剛性連接，另一端與非磁性外殼剛性連接，將包覆了磁性液體的永磁鐵裝入非導(dǎo)磁殼體內(nèi)，非導(dǎo)磁殼體與非磁性外殼對(duì)接，采用O型圈密封，通過螺栓和螺母剛性連接。彈簧軸線與非導(dǎo)磁殼體的軸線重合，當(dāng)彈簧處于自由伸長(zhǎng)，永磁鐵處于平衡位置時(shí)，永磁鐵的重心始終位于非導(dǎo)磁殼體中心線上的某一固定位置。

非導(dǎo)磁殼體和非磁性外殼圓周壁面均為圓筒狀，二者之間存在環(huán)形間隙，該環(huán)形間隙與非導(dǎo)磁殼體兩端的氣孔形成一個(gè)連通體，使得在非導(dǎo)磁殼體內(nèi)吸附有磁性液體的永磁鐵兩端氣壓相等，有效提高圓柱永磁鐵對(duì)振動(dòng)感知的靈敏度。當(dāng)永磁鐵在慣性力作用下相對(duì)非導(dǎo)磁殼體運(yùn)動(dòng)時(shí)，通過磁性液體與非導(dǎo)磁殼體內(nèi)壁間的摩擦進(jìn)行耗能，同時(shí)拉伸(或壓縮)彈簧，如此反復(fù)振動(dòng)，減振結(jié)束后，在彈簧作用下恢復(fù)到平衡位置。

本發(fā)明和已有技術(shù)相比所具有的有益效果：

彈簧組合式磁性液體阻尼減振器，隨著振動(dòng)的產(chǎn)生，永磁體與非導(dǎo)磁殼體發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，利用彈簧使得永磁鐵的平衡位置始終處于非導(dǎo)磁殼體中心線上的某一固定位置，通過壁面與磁性液體間的摩擦作用進(jìn)行耗能。在非導(dǎo)磁殼體內(nèi)吸附有磁性液體的永磁體兩端氣壓相等，使得整個(gè)彈簧組合裝置對(duì)慣性力非常敏感，減振效果優(yōu)良；在彈簧的作用下，永磁鐵的平衡位置始終處于非導(dǎo)磁殼體的某一固定位置，提高了磁性液體減振器的可靠性和穩(wěn)定性。

附圖說明

圖1本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖

圖2圖1的A-A剖面圖。

圖中非導(dǎo)磁殼體1、螺栓2、螺母3、永磁鐵4、磁性液體5、彈簧6、非磁性外殼7、O型圈8、氣孔9、環(huán)形間隙10、氣孔11。

具體實(shí)施方式

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)原理圖，先將彈簧(6)的一端與永磁鐵4剛性連接，另一端與非磁性外殼(7)剛性連接，然后將包覆了磁性液體(5)的永磁鐵(4)裝入非導(dǎo)磁殼體(1)內(nèi)，非導(dǎo)磁殼體(1)與非磁性外殼(7)通過螺栓(2)和螺母(3)進(jìn)行剛性連接。非導(dǎo)磁殼體(1)和非磁性外殼(7)為柱體，按圓周分布4個(gè)螺栓孔，非磁性外殼(7)與非導(dǎo)磁殼體(1)接觸的一端設(shè)有凹槽，安裝有O型圈(8)，用于密封。環(huán)形間隙(10)與氣孔(9)和氣孔(11)形成一個(gè)連通體，在非導(dǎo)磁殼體(1)內(nèi)，吸附有磁性液體的永磁體兩端腔室內(nèi)氣壓相等。

永磁鐵(4)的直徑和軸向長(zhǎng)度分別為11mm和17mm，非導(dǎo)磁殼體(1)的內(nèi)徑和軸向長(zhǎng)度分別為19mm和54mm,非磁性外殼(7)的內(nèi)徑為23mm，彈簧的長(zhǎng)度為12mm，非導(dǎo)磁殼體(1)兩端氣孔的孔徑為5mm，如圖2所示。彈簧(6)采用的鋼絲直徑為0.3mm,彈簧(6)外徑為6mm,節(jié)距4mm。所用的磁性液體(5)為酯基磁性液體，所用非磁性外殼(7)與非導(dǎo)磁殼體(1)的材料均為鋁合金，所用永磁鐵(4)的材料為汝鐵硼。