Управляемый магнитожидкостный амортизатор
Владельцы патента RU 2550793:
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) (RU)
Изобретение относится к машиностроению. Управляемый магнитожидкостный амортизатор содержит корпус с магнитной жидкостью, в котором установлен шток с поршнем, катушку намагничивания, помещенные в кожух. Полюсы из ферромагнитного материала расположены в кожухе снаружи корпуса, на которых размещены катушки намагничивания. Поршень состоит из чередующихся пластин, выполненных из материала с высокой магнитной проводимостью, и пластин, выполненных из материала с низкой магнитной проводимостью. Пластины поршня ориентированы вдоль оси полюсов. В пластинах из материала с высокой магнитной проводимостью выполнены дроссельные каналы. Достигается увеличение диапазона силовой характеристики магнитожидкостного амортизатора. 1 ил.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к устройствам гашения колебаний и вибрационной защиты.
Известен магнитореологический амортизатор (Патент на изобретение 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 являются местные перегревы и нестабильная работа, обусловленные тем, что рабочим пространством является лишь узкий канал в поршне, также ограниченная размерами поршня катушка управления не позволяет создать магнитной поле высокой напряженности.
Наиболее близким по технической сущности к заявленному устройству является амортизатор (Авторское свидетельство SU №1796797, МПК F16F 6/00, 1993 г.), принятый за прототип, содержащий корпус с магнитной жидкостью, установленный в корпусе шток с поршнем, и, охватывающую корпус соленоидную катушку с источником питания, снабжен выполненными из ферромагнитного материала кожухом, охватывающим соленоидную катушку, и крышкой, герметично установленной на кожухе, а уровень магнитной жидкости выбран таким, чтобы между ее поверхностью и крышкой имелась полость.
Недостаток указанного амортизатора состоит в неэффективном использовании создаваемого соленоидной катушкой магнитного поля и в занижении эффективности демпфирования. Магнитный поток значительную часть пути проходит по магнитной жидкости, которая имеет малую магнитную проницаемость, что существенно снижает напряженность магнитного поля.
Техническим результатом от использования предлагаемого устройства является увеличение диапазона изменений силовой характеристики магнитожидкостного амортизатора, повышение эффективности гашения колебаний.
Указанный технический результат достигается тем, что управляемый магнитожидкостный амортизатор, содержащий корпус с магнитной жидкостью, в котором установлен шток с поршнем, и катушку намагничивания, помещенные в кожух, содержит полюсы из ферромагнитного материала, расположенные в кожухе снаружи корпуса, на которых размещены катушки намагничивания, поршень состоит из чередующихся пластин, выполненных из материала с высокой магнитной проводимостью, и пластин, выполненных из материала с низкой магнитной проводимостью, и установлен так, что пластины поршня ориентированы вдоль оси полюсов, в пластинах из материала с высокой магнитной проводимостью выполнены дроссельные каналы.
На чертеже изображен общий вид управляемого магнитожидкостнного амортизатора с поперечным сечением.
Управляемый магнитожидкостный амортизатор состоит из кожуха 1, выполненного из ферромагнитного материала, в который помещен немагнитный корпус 2, заполненный магнитной жидкостью 3. Кожух 1 предназначен для замыкания магнитного потока и защиты амортизатора от механических повреждений. Внутри кожуха 1 снаружи корпуса 2 установлены два полюса 4 из ферромагнитного материала, на которых размещены катушки намагничивания 5, которые служат для создания и изменения магнитного потока. В корпусе 2 установлен шток 6 с поршнем 7. Поршень 7 выполнен сборным из пластин с высокой магнитной проводимостью 8 и из пластин с низкой магнитной проводимостью 9, установленных поочередно. Поршень 7 установлен так, что пластины ориентированы вдоль оси полюсов 4. В пластинах из материала с высокой магнитной проводимостью 8 выполнены дроссельные каналы 10. Шток 6 установлен в корпусе 2 через уплотнительное кольцо 11, обеспечивающее сохранение давления в корпусе 2 и предотвращение выплескивания магнитной жидкости 3. В зазоре между поршнем 7 и корпусом 2 установлено нагнетательное кольцо 12, предотвращающее протекание магнитной жидкости 3 через зазор.
Управляемый магнитожидкостный амортизатор работает следующим образом.
В статическом состоянии поршень 7 относительно корпуса 2 неподвижен и протекание магнитной жидкости 3 по дроссельным каналам 10 не происходит. При подаче напряжения катушки намагничивания 5 создают в амортизаторе поперечно направленное магнитное поле, структурирующее магнитную жидкость 3 в дроссельных каналах 10 и увеличивающее усилия первоначального сдвига поршня 7, если это необходимо по условиям эксплуатации.
Под воздействием внешнего возмущения шток 6 с закрепленным на нем поршнем 7 совершает колебательные движения относительно немагнитного корпуса 2. Гашение колебаний производится за счет дросселирования магнитной жидкости 6 через дроссельные каналы 10 в поршне 7. Для изменения диссипативных свойств магнитной жидкости 3 и, следовательно, эффективности демпфирования на зажимы катушек намагничивания 5 подают напряжение, протекает ток, который создает магнитный поток. Магнитный поток, проходя по пути с наименьшим магнитным сопротивлением, замыкается через пластины с высокой магнитной проводимостью 8 и, проходя через дроссельные каналы 10, воздействует на ферромагнитную жидкость 3, изменяя ее вязкостные свойства и, как следствие, демпфирующую характеристику амортизатора.
Таким образом, использование предлагаемого устройства обеспечивает увеличение диапазона изменения силовой характеристики магнитожидкостного амортизатора за счет увеличения максимальной напряженности магнитного поля в областях с протекающей магнитной жидкостью и повышение эффективности гашения колебаний за счет перпендикулярной ориентации линий магнитного поля и направления течения магнитной жидкости.
Управляемый магнитожидкостный амортизатор, содержащий корпус с магнитной жидкостью, в котором установлен шток с поршнем, и катушку намагничивания, помещенные в кожух, отличающийся тем, что содержит полюсы из ферромагнитного материала, расположенные в кожухе снаружи корпуса, на которых размещены катушки намагничивания, поршень состоит из чередующихся пластин, выполненных из материала с высокой магнитной проводимостью, и пластин, выполненных из материала с низкой магнитной проводимостью, и установлен так, что пластины поршня ориентированы вдоль оси полюсов, в пластинах из материала с высокой магнитной проводимостью выполнены дроссельные каналы.
