專利名稱：雙模閘式電極電流變隔振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電流變隔振器，具體是一種雙模閘式電極電流變隔振器。用于隔振設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電流變隔振器是電流變技術(shù)的主要應(yīng)用之一。電流變隔振器按照正負(fù)電極間電流變液的流動狀態(tài)可以分為剪切模式、流動模式、擠壓模式。從這三種主要模式可以派生出多種混合工作模式。流動模式中的電極固定，其間電流變液的流動方向與電場方向垂直；剪切模式的一個或兩個電極沿與電場方向垂直的方向平移或轉(zhuǎn)動；擠壓模式中的電極沿與電場方向平行的方向運動，電極間的距離發(fā)生變化，電場強度也隨之變化，同時電極平面中的電流變液受擠壓作用沿與電場方向垂直的方向流動。不同工作模式的電流變隔振器有其各自的優(yōu)點。剪切模式的電流變隔振器輸出阻尼力穩(wěn)定，適合于小位移振動控制場合。隔振器的阻尼力取決于極板的面積?，F(xiàn)有的剪切模式電流變隔振器單位體積輸出剪切應(yīng)力小，提高電流變隔振器的單位體積剪切面積對于電流變隔振器的應(yīng)用具有現(xiàn)實意義。在流動模式下，電流變隔振器單位體積輸出阻尼力大，但是受油液內(nèi)氣泡等因素的影響較大，一般適用于大位移振動控制場合。因此，如果一個電流變隔振器經(jīng)簡單的調(diào)整即可工作在不同的工作模式，可以很大程度上增加電流變隔振器的性能和使用的靈活性。
經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的檢索發(fā)現(xiàn)，中國專利號93240175.9，名稱為電流變液體減振器。該電流減振器電極結(jié)構(gòu)由一個中空連桿和中間圓柱形芯棒分別組成正負(fù)電極，中空連桿的內(nèi)壁與芯棒之間構(gòu)成環(huán)形工作間隙，電極結(jié)構(gòu)簡單，電流變液工作在流動模式。但是其工作模式單一。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足和缺陷，提供一種雙模閘式電極電流變隔振器，使其提高電流變隔振器性能及其使用的靈活性。通過簡單更換電流變隔振器中的導(dǎo)流套，隔振器可分別工作在剪切工作模式或流動與剪切的混合工作模式。電流變隔振器有20組閘式電極，在剪切工作模式下可以大大提高隔振器的輸出阻尼力；在流動與剪切的混合工作模式下，可以有效地改善油液中存在氣泡條件下的輸出阻尼力的穩(wěn)定性及其動態(tài)性能。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括斯特封、殼體、橡膠彈簧、負(fù)電極、正電極、絕緣套筒、主軸、上蓋板、限位桿、上電極座、導(dǎo)流套、“O”型圈、裝配螺釘、下電極座、下蓋板、引線孔、加液孔和腔體。斯特封有兩個，分別置于殼體上部中間的圓環(huán)狀槽內(nèi)和下蓋板中間的圓環(huán)狀槽內(nèi)，主軸的上下兩端分別穿過上下兩個斯特封的中間，從而起到密封的作用。上蓋板與橡膠彈簧粘接在一起，并粘接在殼體的肩上。殼體與下蓋板之間設(shè)置“O”型圈，經(jīng)裝配螺釘緊固封閉形成工作腔。工作腔內(nèi)裝有上電極座和下電極座，通過電極座固定20片負(fù)電極，主軸通過四氟乙烯材料的絕緣套筒與正電極粘接在一起，并通過引線孔，將與正電極相連的導(dǎo)線引出到工作腔外，兩根限位桿將殼體、上電極座和上電極座、負(fù)電極、主軸和下蓋板連接起來，此外，工作腔內(nèi)，正電極的外側(cè)裝有導(dǎo)流套，電流變液通過下蓋板上的兩個加液孔灌到工作腔內(nèi)。
導(dǎo)流套有兩種結(jié)構(gòu)型式，即堵塞型式導(dǎo)流套和旁路型式導(dǎo)流套，堵塞式導(dǎo)流套為一個圓管狀零件，當(dāng)被放入電流變隔振器后，其外壁與電流變隔振器殼體內(nèi)壁接觸，其內(nèi)壁與電流變隔振器正極外壁構(gòu)成一對電極；旁路式導(dǎo)流套在堵塞式導(dǎo)流套的外壁加工4個沿外圓周平均分布的軸向槽，槽和槽之間的梁部分保持原有厚度，仍和電流變隔振器殼體內(nèi)壁接觸，除梁部分以外，其余部分上下對稱降低高度。
負(fù)電極的片狀極板沿圓周均勻分布、沿徑向多層同角度分布，固定在上、下電極座之間，正電極是一個圓柱體，固定在絕緣套筒和主軸上，其上有與負(fù)電極片數(shù)目相同的軸向狹長細(xì)槽，負(fù)電極片一一對應(yīng)地穿越正電極上的狹長細(xì)槽，負(fù)電極和正電極上狹長細(xì)縫壁之間即為電流變液的工作間隙。
工作時，主軸帶動正電極往復(fù)運動，使正/負(fù)電極發(fā)生相對位移。當(dāng)電流變隔振器采用堵塞型式的導(dǎo)流套時，正電極沿隔振器軸向運動引起上下腔體的體積變化，導(dǎo)致電流變液流經(jīng)正負(fù)電極間的間隙。此時，由于電流變效應(yīng)，兩個腔體之間的電流變液產(chǎn)生流阻壓差，從而隔振器表現(xiàn)出阻尼特性。雖然正電極板也受到一定的剪切阻尼作用，但是相對于流阻壓差，該部分阻尼力很小，因此可以近似地認(rèn)為電流變液工作在流動模式。當(dāng)采用旁路型式的導(dǎo)流套時，正電極沿隔振器軸向運動引起上下腔體內(nèi)的電流變液體積變化，該部分電流變液幾乎全部流經(jīng)導(dǎo)流套中的旁路孔而非正負(fù)電極間的間隙。電流變隔振器的阻尼力基本來自正電極對電流變液剪切運動產(chǎn)生的阻尼力。不管采取何種工作模式，都可以通過調(diào)整正/負(fù)電極間的電壓，控制電流變隔振器的阻尼。
本發(fā)明通過更換導(dǎo)流套，可以分別工作在剪切模式或流動與剪切的混合模式。剪切模式下，20組正負(fù)電極提高了電流變隔振器單位體積阻尼輸出力，輸出阻尼力穩(wěn)定，適合于小位移振動控制場合；流動與剪切混合模式下，輸出阻尼力大，適合于大位移和大阻尼力的振動控制場合。因此，本發(fā)明性能優(yōu)良，應(yīng)用范圍廣，有利于電流變隔振器的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用。


圖1本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意2隔振器軸向3下蓋板結(jié)構(gòu)示意圖具體實施方式
如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括斯特封1、殼體2、橡膠彈簧3、負(fù)電極4、正電極5、絕緣套筒6、主軸7、上蓋板8、限位桿9、上電極座10、導(dǎo)流套11、“O”型圈12、裝配螺釘13、下電極座14，下蓋板15，引線孔16，加液孔17和工作腔18。其連接關(guān)系為斯特封1有兩個，分別置于殼體2上部中間的圓環(huán)狀槽內(nèi)和下蓋板15中間的圓環(huán)狀槽內(nèi)，主軸7的上下兩端分別穿過上下兩個斯特封1的中間。上蓋板8與橡膠彈簧3粘接在一起，并粘接在殼體2的肩上。殼體2與下蓋板15之間設(shè)置“O”型圈12，經(jīng)裝配螺釘13緊固封閉形成工作腔18。工作腔18內(nèi)裝有上電極座10和下電極座14，通過電極座固定20片負(fù)電極4。主軸7通過四氟乙烯材料的絕緣套筒6與正電極5粘接在一起，并通過引線孔16，將與正電極5相連的導(dǎo)線引出到工作腔18外。兩根限位桿9將殼體2、上電極座10、下電極座14、負(fù)電極4、主軸7和下蓋板15連接起來，防止正電極5、負(fù)電極4在殼體2內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)動。此外，工作腔18內(nèi)，正電極5的外側(cè)裝有導(dǎo)流套11，電流變液通過下蓋板15上的兩個加液孔17灌到工作腔18內(nèi)。
如圖4、圖5所示，負(fù)電極4的片狀極板沿圓周均勻分布、沿徑向多層同角度分布，固定在上、下電極座10、14之間。正電極5是一個圓柱體，固定在絕緣套筒6和主軸7上，其上有與負(fù)電極4片數(shù)目相同的軸向狹長細(xì)槽。20片負(fù)電極4共有5種尺寸，每種尺寸有4片具有相同的彎曲半徑負(fù)電極片。通過上下電極座10和14的固定作用沿圓周均勻分布并一一對應(yīng)穿越正電極5上的狹長細(xì)縫。其它4種尺寸的負(fù)電極片沿徑向向外彎曲半徑逐漸增大，與第一種尺寸的負(fù)電極4片類似分布，同樣穿越正電極5上的對應(yīng)狹長細(xì)縫。負(fù)電極4和正電極5上狹長細(xì)縫壁之間即為電流變液的工作間隙。從軸向看，20片負(fù)電極4和對應(yīng)的正電極5上的狹長細(xì)槽沿圓周呈四等分扇形均勻分布、并沿徑向多層同角度輻射式分布。工作時，主軸7帶動正電極5上下運動，負(fù)電極4保持不動。
如圖6、圖7所示，導(dǎo)流套11有兩種結(jié)構(gòu)型式，即堵塞型式導(dǎo)流套和旁路型式導(dǎo)流套。更換不同結(jié)構(gòu)型式的導(dǎo)流套，可以使電流變液的工作模式在剪切模式和流動與剪切混合模式之間進行切換。
堵塞式導(dǎo)流套為一個圓管狀零件，當(dāng)被放入電流變隔振器后，其外壁與電流變隔振器殼體內(nèi)壁接觸，其內(nèi)壁與電流變隔振器正極外壁構(gòu)成一對電極。
旁路式導(dǎo)流套由堵塞式導(dǎo)流套進一步加工而成，即在堵塞式導(dǎo)流套的外壁加工4個沿外圓周平均分布的軸向槽，槽和槽之間的梁部分保持原有厚度，仍和電流變隔振器殼體內(nèi)壁接觸，起到對導(dǎo)流套支撐和定位的作用。除梁部分高度保持不變以外，其余部分上下對稱降低高度，以使電流變液體通過。采用該結(jié)構(gòu)型式的導(dǎo)流套，電流變隔振器上下腔體電流變液的體積變化部分大部流經(jīng)導(dǎo)流套外壁與電流變隔振器殼體內(nèi)壁之間的軸向管道，電流變隔振器主要工作在剪切模式。
權(quán)利要求
1.一種雙模帶閘式電極電流變隔振器，包括斯特封(1)、殼體(2)、橡膠彈簧(3)、絕緣套筒(6)、主軸(7)、上蓋板(8)、限位桿(9)、O型圈(12)、裝配螺釘(13)、下電極座(14)，下蓋板(15)，引線孔(16)，加液孔(17)和工作腔(18)，其特征在于，還包括負(fù)電極(4)、正電極(5)、上電極座(10)、導(dǎo)流套(11)、下電極座(14)，斯特封(1)有兩個，分別置于殼體(2)上部中間的圓環(huán)狀槽內(nèi)和下蓋板(15)中間的圓環(huán)狀槽內(nèi)，主軸(7)的上下兩端分別穿過上下兩個斯特封(1)的中間，上蓋板(8)與橡膠彈簧(3)粘接在一起，并粘接在殼體(2)的肩上，殼體(2)與下蓋板(15)之間設(shè)置“O”型圈(12)，經(jīng)裝配螺釘(13)緊固封閉形成工作腔(18)，工作腔(18)內(nèi)設(shè)有上電極座(10)和下電極座(14)，主軸(7)通過四氟乙烯材料的絕緣套筒(6)與正電極(5)粘接在一起，并通過引線孔(16)將與正電極(5)相連的導(dǎo)線引出到工作腔(18)外，兩根限位桿(9)將殼體(2)、上電極座(10)、下電極座(14)、負(fù)電極(4)、主軸(7)和下蓋板(15)連接起來，此外，工作腔(18)內(nèi)，正電極(5)的外側(cè)設(shè)有導(dǎo)流套(11)，電流變液通過下蓋板(15)上的兩個加液孔(17)灌到工作腔(18)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模閘式電極電流變隔振器，其特征是，導(dǎo)流套(11)有兩種結(jié)構(gòu)型式，即堵塞型式導(dǎo)流套和旁路型式導(dǎo)流套，堵塞式導(dǎo)流套為一個圓管狀零件，當(dāng)被放入電流變隔振器后，其外壁與電流變隔振器殼體內(nèi)壁接觸，其內(nèi)壁與電流變隔振器正極外壁構(gòu)成一對電極；旁路式導(dǎo)流套在堵塞式導(dǎo)流套的外壁加工4個沿外圓周平均分布的軸向槽，槽和槽之間的梁部分保持原有厚度，仍和電流變隔振器殼體內(nèi)壁接觸，除梁部分以外，其余部分上下對稱降低高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙模閘式電極電流變隔振器，其特征是，負(fù)電極(4)的片狀極板沿圓周均勻分布、沿徑向多層同角度分布，固定在上、下電極座(10、14)之間，正電極(5)是一個圓柱體，固定在絕緣套筒(6)和主軸(7)上，其上有與負(fù)電極(4)片數(shù)目相同的軸向狹長細(xì)槽，負(fù)電極(4)片一一對應(yīng)地穿越正電極(5)上的狹長細(xì)槽，負(fù)電極(4)和正電極(5)上狹長細(xì)縫壁之間即為電流變液的工作間隙，從軸向看，20片負(fù)電極(4)和對應(yīng)的正電極(5)上的狹長細(xì)槽沿圓周呈四等分扇形均勻分布、并沿徑向多層同角度輻射式分布。
全文摘要
一種隔振設(shè)備領(lǐng)域的雙模閘式電極電流變隔振器，斯特封置于殼體上部中間和下蓋板中間，主軸的上下兩端分別穿過上下兩個斯特封的中間，上蓋板與橡膠彈簧粘接在一起，并粘接在殼體的肩上，殼體與下蓋板之間設(shè)置“O”型圈，經(jīng)裝配螺釘緊固封閉形成工作腔，工作腔內(nèi)有上下電極座，通過電極座固定負(fù)電極，主軸通過絕緣套筒與正電極粘接在一起，并通過引線孔將與正電極相連的導(dǎo)線引出到工作腔外，兩根限位桿將殼體、上電極座和上電極座、負(fù)電極、主軸和下蓋板連接起來，正電極的外側(cè)有導(dǎo)流套，下蓋板上有兩個加液孔。本發(fā)明可分別工作在剪切模式或流動與剪切的混合模式，性能優(yōu)良，應(yīng)用范圍廣，有利于電流變隔振器的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用。
文檔編號F16F13/00GK1635282SQ20041009918
公開日2005年7月6日 申請日期2004年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月29日
發(fā)明者陳樂生, 裘揆, 陳大躍, 謝國權(quán), 朱成剛, 趙春宇 申請人:上海交通大學(xué)