[發(fā)明專利]一種雙出桿無補償氣室對稱式自供能的電流變液阻尼器

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• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111677808A
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金輝;姚進(jìn)
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: F16F9/53
• 分類號: F16F9/53;F16F9/32;F16F9/36
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• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明是一種雙出桿無補償氣室對稱式自供能的電流變液阻尼器，它主要由阻尼部分和對稱布置的兩組供能部分組成。當(dāng)活塞桿受到外界的振動時，壓簧板隨之一起運動，兩組壓電陶瓷在壓縮和復(fù)原兩行程中分別受到擠壓產(chǎn)生感應(yīng)電壓，通過導(dǎo)線連接到內(nèi)外電極上產(chǎn)生電場，其間的電流變液粘度增加，阻尼腔之間形成壓差從而減小活塞的振動?；钊駝臃仍酱?，壓電陶瓷產(chǎn)生的電壓越高，電流變液產(chǎn)生的阻力就越大，從而達(dá)到系統(tǒng)自耦合減振的目的。本發(fā)明結(jié)構(gòu)采用雙出桿的對稱結(jié)構(gòu)和對稱工作模式，可以兩邊承受載荷并減振；省去了氣室補償部分，提高了裝置可靠性和工作穩(wěn)定性，減少不必要的器件且不需要嚴(yán)格的機械密封和充氣工藝。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型電流變液阻尼器，結(jié)構(gòu)與工作模式對稱，在工作時無需外接電源，能夠隨外界振動幅度自耦合減振的智能阻尼器。

背景技術(shù)

電流變液（electrorheological fluids , ERF流體）是一種智能材料，它一般是由微米（或納米）尺度的具有高介電常數(shù)的顆粒均勻分散在絕緣的低介電常數(shù)的油相介質(zhì)中形成的懸浮液。當(dāng)施加外電場時，ERF流體從流動狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)轭惞腆w狀態(tài)，其表觀粘度急增幾個數(shù)量級，并達(dá)到較高的剪切應(yīng)力。該過程是可逆、可控、迅速和低能耗的。這些優(yōu)良的機電耦合性能使ERF流體能有效地解決機械工程中能量傳遞和控制問題。趙曉鵬等在專利“一種無外電源的自耦合電流變液阻尼器”（ZL02139476 .8）中，設(shè)計了用壓電陶瓷供電的自適應(yīng)電流變液阻尼器，省去了外部電源，但是整個阻尼器只有在向下壓縮的過程中壓電陶瓷才起作用，產(chǎn)生阻尼，回程中并無可變阻尼。阻尼器中沒有考慮活塞桿造成的阻尼器內(nèi)腔體積變化，實際應(yīng)用中幾乎不可實現(xiàn)。劉偉等在專利“一種新型壓電陶瓷與電流變液自耦合阻尼器”（CN 110195760 A）中采用了壓電陶瓷對稱布置，利用彈簧和壓簧板，實現(xiàn)了壓縮與復(fù)原兩個行程都可以擠壓壓電陶瓷產(chǎn)生感應(yīng)電壓，但這個阻尼器采用了氣室來補償活塞桿運動的體積，必須在氣體壓力作用下才能完成，充氣壓力非常重要，充氣壓力太大使得阻尼器壓縮阻尼力增加，充氣壓力太小不能正常補償電流變體的流動，使得阻尼器示功特性發(fā)生崎變，這種結(jié)構(gòu)的阻尼器要求比較嚴(yán)格的機械密封和充氣工藝，容易產(chǎn)生氣體泄漏使阻尼器不能正常工作。類似電流變液阻尼器大多是不對稱結(jié)構(gòu)，工作模式是不對稱模式，只能在固定的一側(cè)是承受載荷以減振；采用間隙或孔道流通電流變液，時間久了電流變液顆粒容易沉降堵塞小孔，嚴(yán)重影響阻尼器性能。以上阻尼器各自的缺陷，使得應(yīng)用起來受到一定限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙出桿無補償氣室對稱式自供能的電流變液阻尼器，它針對現(xiàn)有的電流變液阻尼器單邊加載載荷長時間使用易沉淀和體積補償結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提供了一種對稱供能和自耦合減振的結(jié)構(gòu)。它具有結(jié)構(gòu)簡單、對稱、直接受力、抗振動幅度大、行程大、工作可靠穩(wěn)定等特點。阻尼器采用對稱布置，雙向都可以受壓工作，利用彈簧及壓簧板，使得在每個行程中保證所有壓電陶瓷都能受到擠壓從而產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓，這樣阻尼器在拉伸和壓縮行程時都能提供可變阻尼力。對稱結(jié)構(gòu)使得工作過程兩邊受力方便，穩(wěn)定可靠，并有效解決了工作時間久后電流變液顆粒沉積的問題。雙出桿結(jié)構(gòu)省去了補償裝置，增加了阻尼器的工作行程的同時使得結(jié)構(gòu)簡單，裝配容易，性能可靠。其中導(dǎo)向環(huán)起到穩(wěn)定活塞桿運動方向和輔助固定壓電陶瓷雙重作用。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的壓電陶瓷與電流變液自耦合阻尼器的主視剖面圖。圖1中各部件及編號為：

1.頂蓋 2.壓簧板 3.彈簧 4.螺栓 5.六角螺母 6.墊片 7.活塞 8.導(dǎo)線 9.外筒 10.連接板 11.壓電陶瓷 12.電流變液 13.內(nèi)極板 14.環(huán)形阻尼通道 15.外極板 16.孔道17.缸體 18.缸蓋 19.O形密封圈 20.導(dǎo)向環(huán) 21.外筒蓋 22.活塞桿。

具體實施方式