Поршневой магнитожидкостный амортизатор

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит заполненный магнитной жидкостью цилиндрический корпус с компенсационной камерой. В корпусе размещены полый шток со сборным поршнем. Поршень состоит из двух частей, вложенных одна в другую, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов. Каждая часть поршня содержит полюсный диск с полюсными пальцами. Величина зазоров между торцами полюсных пальцев и полюсными дисками противоположных частей поршня в 3-4 раза больше величины зазоров между полюсными пальцами. Катушка управления снабжена герметичным немагнитным цилиндрическим кожухом и расположена в полости, образованной штоком и полюсными дисками с полюсными пальцами. Корпус выполнен из немагнитного материала. Поршень установлен в корпусе с зазором. Достигается расширение диапазона изменений силовой характеристики и увеличение срока службы амортизатора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам гашения колебаний и вибрационной защиты.

Известен магнитореологический амортизатор (Патент РФ №2232316, МПК F16F 9/53, 2004 г.), содержащий корпус с гидравлической полостью, заполненной магнитореологической жидкостью и разделенной поршнем на две части, канал, соединяющий обе части этой полости, шток с размещенными в нем проводами, магнит, состоящий из обмотки и сердечника и создающий в проходящем через сердечник указанном канале магнитное поле с силовыми линиями, направленными по оси канала.

Недостатками указанного амортизатора является то, что рассеяние механической энергии колебаний происходит в узком канале поршня, что приводит к местным перегревам и, как следствие, к нарушению стабильной работы устройства. Также присутствует неэффективное использование объема поршня и создаваемого катушкой магнитного поля, так как рабочим пространством является лишь узкий канал в поршне.

Наиболее близким к заявленному техническому решению является регулируемый магнитореологический амортизатор (Патент РФ №2068513, МПК F16F 6/00, 1996 г.), принятый за прототип. Регулируемый магнитореологический амортизатор содержит заполненный магнитной жидкостью корпус с цилиндрической камерой, размещенный в ней полый шток, поршень, выполненный в виде сердечника, соединенных с различными полюсами сердечника полюсных зубцов, встречно направленных, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов, магнитоизолирующих шайб с пазами. Антифрикционные прокладки расположены между обращенными друг к другу поверхностями магнитоизолирующих шайб с охватом полюсных зубцов. Соленоидная катушка установлена на сердечнике.

Недостаток указанного амортизатора состоит в наличии фрикционного взаимодействия между поршнем и корпусом, что при интенсивной эксплуатации ведет к износу антифрикционной прокладки и выходу амортизатора из строя. Эффективность демпфирования в данной конструкции занижена из-за большого потока рассеяния между зубцами одного полюса и диском другого полюса, а также между полюсами и корпусом через фрикционную прокладку, и, как следствие, неполного использования магнитного потока, а также малого объема магнитной жидкости, на которую воздействует управляющее магнитное поле.

Техническим результатом от использования предлагаемого устройства является расширение диапазона изменений силовой характеристики и увеличение срока службы магнитожидкостного амортизатора.

Указанный технический результат достигается тем, что поршневой магнитожидкостный амортизатор содержит заполненный магнитной жидкостью цилиндрический корпус с компенсационной камерой, помещенные в корпус полый шток со сборным поршнем, состоящим из двух частей, вложенных одна в другую, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов, каждая часть поршня содержит полюсный диск с полюсными пальцами, при этом величина зазоров между торцами полюсных пальцев и полюсными дисками противоположных частей поршня в 3-4 раза больше величины зазоров между полюсными пальцами, катушка управления снабжена герметичным немагнитным цилиндрическим кожухом и расположена в полости, образованной штоком и полюсными дисками с полюсными пальцами, корпус выполнен из немагнитного материала, а поршень установлен в корпусе с зазором. Полюсные пальцы имеют поперечные сечения либо прямоугольной формы, либо трапецеидальной формы, либо в сочетании.

На фиг.1 изображен общий вид магнитожидкостного амортизатора с двумя поперечными сечениями.

На фиг.2 изображен шток с поршнем с разнесением в пространстве составляющих частей.

На фиг.3 показано распределение магнитного поля в зазорах системы.

На фиг.4 показаны варианты исполнения полюсных пальцев.

Управляемый магнитожидкостный амортизатор (фиг.1) состоит из немагнитного корпуса 1 и разделительного поршня 2 с уплотнительным кольцом 3. Разделительный поршень 2 делит корпус на две камеры: рабочую камеру 4, заполненную магнитной жидкостью, и компенсационную камеру 5, заполненную воздухом или азотом под давлением, обеспечивающим необходимую силовую характеристику амортизатора. В рабочую камеру 4 помещен шток 6 с поршнем 7, их изображение представлено на фиг.2. Поршень 7 состоит из двух частей, вложенных одна в другую и установленных с зазорами, обеспечивающими возможность для перемещения магнитной жидкости при движении поршня. Каждая часть поршня 7 содержит полюсный диск 8 с полюсными пальцами 9. Полюсные диски 8 с полюсными пальцами 9 образуют систему чередующихся полюсов с зазорами 10 между полюсными пальцами для обеспечения возможности перетекания магнитной жидкости при движении поршня и с зазором между торцевыми частями полюсных пальцев и полюсным диском противоположной части поршня для уменьшения магнитного потока рассеяния. Величина зазора между торцевыми частями полюсных пальцев и полюсным диском противоположной части поршня в 3-4 раза больше величины зазоров 10 между полюсными пальцами. Поршень 7 и внутренняя поверхность немагнитного корпуса 1 образуют кольцевой зазор 11, обеспечивающий возможность перемещения магнитной жидкости при движении поршня. В зазорах 10 и 11 текущая магнитная жидкость находится под воздействием магнитного поля системы чередующихся полюсов поршня 7. В полости, образованной полюсными дисками 8 с полюсными пальцами 9 и штоком 6, помещена катушка управления 12 в герметичном немагнитном цилиндрическом кожухе 13. Катушка управления 12 подсоединена к источнику питания проводами, выведенными через отверстие 14 в штоке 6. Для сохранения давления в рабочей камере 4 и предотвращения выплескивания магнитной жидкости в зазоре между корпусом 1 и штоком 6 установлено уплотнительное кольцо 15.

В зависимости от технологии изготовления и требуемых эффектов при работе возможно несколько конструктивных исполнений полюсных пальцев 9, которые показаны на фиг.4. На фиг.4,а один полюсный диск 8 имеет полюсные пальцы 9 прямоугольного сечения, а другой - трапецеидального, что позволяет получить равномерный зазор 10 между полюсными пальцами. На фиг.4,б оба полюсных диска 8 имеют полюсные пальцы 9 одинакового прямоугольного сечения, что обеспечивает идентичность полюсов и упрощение технологии их изготовления. На фиг.4,в оба полюсных диска 8 имеют полюсные пальцы 9 одинакового трапецеидального сечения, что позволяет изготавливать их фрезерованием одной фрезой и создает неравномерный зазор 10 между полюсными пальцами, уменьшающийся к наружной поверхности поршня 7, что способствует увеличению силы центрирования.

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом.

В статическом состоянии поршень 7 относительно корпуса 1 неподвижен и протекания магнитной жидкости по зазорам 10 и 11 не происходит. В этот момент возможна подача напряжения на катушку управления 12 для структурирования магнитной жидкости в зазорах 10 и 11 и увеличения усилия первоначального сдвига поршня 7, если это необходимо по условиям эксплуатации. Структурирование магнитной жидкости поддерживается остаточным магнитным потоком и после отключения катушки.

Под воздействием внешнего возмущения шток 6 с закрепленным на нем поршнем 7 совершает колебательные движения относительно немагнитного корпуса 1. Гашение колебаний производится за счет перетока магнитной жидкости через зазоры 10 между полюсными пальцами и кольцевой зазор 11 между поршнем 7 и немагнитным корпусом 1. Для изменения диссипативных свойств магнитной жидкости и, следовательно, эффективности демпфирования на зажимы катушки управления 12 подают напряжение, протекает ток и создается магнитный поток. Магнитный поток замыкается через зазоры 10 и 11 и воздействует на магнитную жидкость, изменяя ее вязкостные свойства и, как следствие, демпфирующую характеристику амортизатора.

Магнитный поток, замыкающийся через внешние поверхности полюсных пальцев 9 в кольцевом зазоре 11 (фиг.3), при воздействии на магнитную жидкость создает центрирующую поршень 7 силу, величину которой можно оценить выражением

FHOMSHMS, (1)

где FH- несущая сила опоры; µO - магнитная проницаемость вакуума; MS - намагниченность насыщения магнитной жидкости; HM - максимальное значение напряженности магнитного поля на поверхности немагнитного корпуса; S - площадь опоры в плоскости, перпендикулярной опорной силе.

Полученная сила центрирует поршень 7 в немагнитном корпусе 1 и предотвращает фрикционное взаимодействие между ними при колебании поршня 7. Жесткость такой магнитожидкостной опоры тем больше, чем меньше кольцевой зазор 11.

1. Поршневой магнитожидкостный амортизатор, содержащий заполненный магнитной жидкостью цилиндрический корпус с компенсационной камерой, помещенные в корпус полый шток со сборным поршнем, состоящим из двух частей, вложенных одна в другую, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов, и катушку управления, отличающийся тем, что каждая часть поршня содержит полюсный диск с полюсными пальцами, при этом величина зазоров между торцами полюсных пальцев и полюсными дисками противоположных частей поршня в 3-4 раза больше величины зазоров между полюсными пальцами, катушка управления снабжена герметичным немагнитным цилиндрическим кожухом и расположена в полости, образованной штоком и полюсными дисками с полюсными пальцами, корпус выполнен из немагнитного материала, а поршень установлен в корпусе с зазором.

2. Управляемый магнитожидкостный амортизатор по п.1, отличающийся тем, что полюсные пальцы имеют поперечные сечения либо прямоугольной формы, либо трапецеидальной формы, либо в сочетании.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит цилиндрический корпус (1), заполненный магнитореологической жидкостью.

Изобретение относится к машиностроениию. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к области демпфирования и гашения механических колебаний и может быть использовано для гашения вредных колебаний в различных механических системах.

Изобретение относится к автомобилестроению, а именно к ударозащитным устройствам в области транспортной техники, в частности к бамперам легковых автомобилей. .

Изобретение относится к магнитореологическим составам, которые могут быть использованы для обеспечения высоких передаваемых напряжений сдвига в различных устройствах.

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гасителям вибраций машиностроительного оборудования. .

Изобретение относится к машиностроению. Устройство содержит корпус, рабочие тела из сплава с эффектом памяти формы и неподвижный постоянный магнит, установленный на корпусе.

Изобретение относится к виброзащитной технике. .

Изобретение относится к средствам виброзащиты объектов в различных областях техники, в частности к виброизолирующим магнитным опорам, и может найти применение в приборостроении, машиностроении, для виброзащиты сканирующих зондовых микроскопов и других прецизионных устройств.

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к устройствам виброзащиты. .

Изобретение относится к области демпфирования и гашения механических колебаний и может быть использовано для гашения вредных колебаний в различных механических системах.

Изобретение относится к опорным виброзащитным элементам. .

Изобретение относится к машиностроению, а именно к гасителям вибраций машиностроительного оборудования. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к демпфирующим устройствам индукционного типа, работающим на принципе торможения вихревыми токами, и может быть использовано для демпфирования движения, например колебаний в механических системах.

Изобретение относится к машиностроению и приборостроению. .

Изобретение относится к приборостроению при проектировании датчиков перемещения, воздействия сил. .

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит основание (1) и пару эластичных герметичных оболочек (2), расположенных зеркально симметрично с зазором друг относительно друга. Каждая эластичная герметичная оболочка снабжена демпфером в виде магнитоэлектрического двигателя (8). Неподвижный индуктор размещен внутри корпуса (9) и содержит внешний (10) и внутренний (11) цилиндрические магнитопроводы, на которых расположены четыре обмотки (12, 13). Между обмотками расположен подвижный якорь, состоящий из немагнитных направляющих реек (14), на которых расположены постоянные магниты (15). Достигается возможность управления амортизатором в широком диапазоне перемещений при различных значениях частоты колебаний и улучшение демпфирующих свойств. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к машиностроению. Амортизатор содержит заполненный магнитной жидкостью цилиндрический корпус с компенсационной камерой. В корпусе размещены полый шток со сборным поршнем. Поршень состоит из двух частей, вложенных одна в другую, установленных с зазорами и образующих систему чередующихся полюсов. Каждая часть поршня содержит полюсный диск с полюсными пальцами. Величина зазоров между торцами полюсных пальцев и полюсными дисками противоположных частей поршня в 3-4 раза больше величины зазоров между полюсными пальцами. Катушка управления снабжена герметичным немагнитным цилиндрическим кожухом и расположена в полости, образованной штоком и полюсными дисками с полюсными пальцами. Корпус выполнен из немагнитного материала. Поршень установлен в корпусе с зазором. Достигается расширение диапазона изменений силовой характеристики и увеличение срока службы амортизатора. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх