磁控隔振裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁控隔振裝置，包括磁控阻尼裝置和磁控彈性裝置，磁控阻尼裝置包括外套筒，外套筒內(nèi)設(shè)第一鐵芯，第一鐵芯的上設(shè)第一勵(lì)磁線圈，一連接桿與第一鐵芯固定連接，其兩端分別伸出外套筒，外套筒內(nèi)腔填充磁流變膠泥；磁控彈性裝置包括第二鐵芯、第三鐵芯、連接套，連接套兩端與第二鐵芯、第三鐵芯固定連接，第二鐵芯、第三鐵芯上分別設(shè)第二勵(lì)磁線圈，第二、第三鐵芯之間設(shè)壓板，壓板與第二、第三鐵芯的之間分部設(shè)置第一、第二磁流變彈性體；連接桿的一端穿過第二鐵芯、第一磁流變彈性體與壓板連接，第二鐵芯與外套筒連接。它的阻尼和彈性模量均可根據(jù)基礎(chǔ)振動的頻率而調(diào)節(jié)，隔振性能好，防止振動惡化。
【專利說明】磁控隔振裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及隔振裝置領(lǐng)域，特別是涉及一種磁控隔振裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著光學(xué)工業(yè)、半導(dǎo)體工業(yè)、航空航天及微電子技術(shù)進(jìn)入了精密或超精密時(shí)代，微振動不僅影響到儀器設(shè)備、器械的精度和使用壽命，甚至已經(jīng)影響到了操作人員的正常工作及精密平臺的使用壽命。因此，應(yīng)用環(huán)境所產(chǎn)生的微振動對精密儀器設(shè)備的影響問題已成為制約某些領(lǐng)域高新技術(shù)發(fā)展的瓶頸，受到各工業(yè)及【技術(shù)領(lǐng)域】的高度重視，微振動隔離也就因此成為一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)。針對精密儀器設(shè)備使用過程中外部環(huán)境干擾所引起的微振動，需要用到隔振裝置，隔振裝置是連接設(shè)備和基礎(chǔ)的彈性元件，用以減少和消除由設(shè)備傳遞到基礎(chǔ)的振動力和由基礎(chǔ)傳遞到設(shè)備的振動。目前應(yīng)用較多的是被動隔振裝置，具有代表性的有空氣彈簧及橡膠隔振裝置，但現(xiàn)有的隔振裝置的剛度都是定值，無法解決精密儀器設(shè)備在運(yùn)行過程中環(huán)境振動頻率變化造成振動惡化的問題。而且這些隔振裝置受結(jié)構(gòu)和材料影響，隔振性能較差，不能滿足精密儀器設(shè)備的使用需求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種磁控隔振裝置，它的阻尼和彈性模量均可根據(jù)設(shè)備在運(yùn)行過程中基礎(chǔ)振動的頻率而調(diào)節(jié)，隔振性能好，防止振動惡化。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的: 一種磁控隔振裝置，包括磁控阻尼裝置和磁控彈性裝置，所述磁控阻尼裝置包括密封結(jié)構(gòu)的外套筒，該外套筒的內(nèi)腔中設(shè)置第一鐵芯，該第一鐵芯的上設(shè)有延第一鐵芯周向延伸的環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置第一勵(lì)磁線圈，一連接桿延第一鐵芯的軸心線穿過第一鐵芯，且與第一鐵芯固定連接，該連接桿的兩端分別延伸出外套筒，且分別與外套筒滑動配合，該外套筒內(nèi)腔的其他空間填充磁流變膠泥；所述磁控彈性裝置包括第二鐵芯、第三鐵芯、連接套，第二鐵芯、第三鐵芯的縱斷面均為T型，第二鐵芯、第三鐵芯的突臺相向?qū)?yīng)，且留有間隔距離，所述連接套設(shè)于第二鐵芯、第三鐵芯之間，且與第二鐵芯、第三鐵芯位于同一軸心線上，連接套軸向的兩端分別與第二鐵芯、第三鐵芯固定連接，第二鐵芯、第三鐵芯的突臺的外周面與連接套的內(nèi)壁之間分別形成一環(huán)形槽，兩環(huán)形槽內(nèi)分別設(shè)置第二勵(lì)磁線圈，第二鐵芯、第三鐵芯的突臺之間設(shè)有一壓板，該壓板與第二鐵芯的突臺之間設(shè)置第一磁流變彈性體，壓板與第三鐵芯的突臺之間設(shè)置第二磁流變彈性體；所述連接桿的一端沿第二鐵芯的軸心線穿過第二鐵芯、第一磁流變彈性體與壓板固定連接，所述第二鐵芯與外套筒的相向端固定連接，形成磁控隔振裝置。
[0005]所述磁流變膠泥的基體采用聚氨酯，磁流變膠泥的軟磁顆粒采用羰基鐵粉。
[0006]所述磁流變膠泥的聚氨酯基體由蓖麻油與二苯基甲烷二異氰酸酯通過預(yù)聚法制備而成，蓖麻油與二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為100:16。
[0007]所述磁流變膠泥中聚氨酯基體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60%，所述羰基鐵粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為 40% ο
[0008]所述第一勵(lì)磁線圈、第二勵(lì)磁線圈的外表面均通過環(huán)氧樹脂密封。
[0009]所述第一磁流變彈性體、第二磁流變彈性體均呈圓柱狀，且在1.5T的強(qiáng)磁場下制備而成，第一磁流變彈性體上設(shè)有供連接桿穿過的通孔。
[0010]所述第一磁流變彈性體、第二磁流變彈性體分別粘貼固定在壓板上。
[0011]所述外套筒、第一鐵芯、第二鐵芯、第三鐵芯、連接套、壓板均由導(dǎo)磁材料制成，所述第二鐵芯與外套筒之間設(shè)有不導(dǎo)磁材料制成的固定板，所述固定板的兩端面分別與第二鐵芯、外套筒固定連接，所述連接桿由不導(dǎo)磁材料制成。
[0012]所述連接桿與第一鐵芯螺紋配合。
[0013]所述外套筒上設(shè)有供第一勵(lì)磁線圈的引線伸出的引線孔，所述連接套上設(shè)有供第二勵(lì)磁線圈的引線伸出的引線孔。
[0014]由于采用了上述方案，外套筒的內(nèi)腔中設(shè)置第一鐵芯，第一鐵芯的環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置第一勵(lì)磁線圈，連接桿與第一鐵芯固定連接，連接桿的兩端分別延伸出外套筒，且分別與外套筒滑動配合，該外套筒內(nèi)腔的其他空間填充磁流變膠泥，因此，連接桿可以帶動第一鐵芯在充滿磁流變膠泥的外套筒中運(yùn)動，勵(lì)磁線圈中的電流與磁流變膠泥的阻尼為正相關(guān)，可以通過向第一勵(lì)磁線圈中施加不同的電流可以改變磁流變膠泥的阻尼特性，調(diào)節(jié)裝置的阻尼值，磁控阻尼裝置具有吸收振動能量，消除振動的功能。外套筒為密封結(jié)構(gòu)，形成磁屏蔽，防止磁控阻尼裝置受外界磁場影響，調(diào)節(jié)精度高。第二鐵芯、第三鐵芯的縱斷面均為T型，第二鐵芯、第三鐵芯的突臺相向?qū)?yīng)，且留有間隔距離，連接套設(shè)于第二鐵芯、第三鐵芯之間，且與第二鐵芯、第三鐵芯位于同一軸心線上，連接套軸向的兩端分別與第二鐵芯、第三鐵芯固定連接，形成磁屏蔽密封結(jié)構(gòu)，防止磁控彈性裝置受外界磁場影響，調(diào)節(jié)精度高。第二鐵芯、第三鐵芯的突臺之間設(shè)有一壓板，該壓板與第二鐵芯的突臺之間設(shè)置第一磁流變彈性體，壓板與第三鐵芯的突臺之間設(shè)置第二磁流變彈性體，第二鐵芯、第三鐵芯的突臺的外周面與連接套的內(nèi)壁之間分別形成一環(huán)形槽，兩環(huán)形槽內(nèi)分別設(shè)置第二勵(lì)磁線圈，可以通過向兩個(gè)第二勵(lì)磁線圈中施加不同的電流可以分別改變兩磁流變彈性體的剛性，調(diào)節(jié)裝置的彈性模量，磁控彈性裝置具有過濾振動，吸收部分振動機(jī)械能的功能。連接桿的一端沿第二鐵芯的軸心線穿過第二鐵芯、第一磁流變彈性體與壓板固定連接，所述第二鐵芯與外套筒的相向端固定連接，形成磁控隔振裝置，磁流變彈性體的剛度特性及磁流變膠泥的阻尼特性在磁場作用下連續(xù)可調(diào)，通過兩者的耦合，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)剛度與阻尼的控制，提升隔振效果；本裝置中磁流變彈性體及磁流變膠泥均是磁流變材料，磁流變材料是一種可受外磁場影響并改變其特定性能的智能材料，磁流變彈性體具有隨著磁場的變化剛度隨之變化的特點(diǎn)，磁流變膠泥具有在磁場作用下顯著的變阻尼特性，同時(shí)克服了磁流變液沉降穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，且二者的磁控特性具有響應(yīng)迅速和可逆的優(yōu)點(diǎn)，將磁流變材料應(yīng)用于微振動隔離領(lǐng)域，可以實(shí)現(xiàn)更好的隔振效果。本裝置解決精密儀器設(shè)備在運(yùn)行過程中基礎(chǔ)振動頻率變化造成振動惡化的問題，防止基礎(chǔ)振動傳導(dǎo)至精密平臺、精密儀器設(shè)備，不影響到了操作人員的正常工作，提高精密平臺的使用壽命。此外，本裝置還具有結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)。
[0015]第一勵(lì)磁線圈、第二勵(lì)磁線圈的外表面均通過環(huán)氧樹脂密封，防止在使用過程中線圈被磨損，發(fā)生勵(lì)磁線圈短路故障。第一磁流變彈性體、第二磁流變彈性體分別粘貼固定在壓板上，防止壓板在軸向移動過程中，兩磁流變彈性體發(fā)生移位，喪失過濾振動，吸收機(jī)械能的功能。第二鐵芯與外套筒之間的固定板以及連接桿均由不導(dǎo)磁材料制成，隔離磁控阻尼裝置和磁控彈性裝置的磁場，防止磁控阻尼裝置和磁控彈性裝置的磁場之間發(fā)生相互干擾，降低阻尼和彈性模量的調(diào)節(jié)精度。
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]附圖中，I為磁流變膠泥，2為第一勵(lì)磁線圈，3為第一鐵芯，4為外套筒，5為連接桿，6為固定板，7為第二鐵芯，8為壓板，9為第二勵(lì)磁線圈，10為第三鐵芯，11為連接套，12為突臺，13為第一磁流變彈性體，14為第二磁流變彈性體。

【具體實(shí)施方式】
[0019]參見圖1，為磁控隔振裝置的一種實(shí)施例，包括磁控阻尼裝置和磁控彈性裝置，所述磁控阻尼裝置包括密封結(jié)構(gòu)的外套筒4，該外套筒的外周面呈圓柱狀，且具有圓柱狀的內(nèi)腔。外套筒4的內(nèi)腔中設(shè)置第一鐵芯3，第一鐵芯呈圓柱狀，第一鐵芯3的外徑小于外套筒4的內(nèi)徑，該第一鐵芯3的上設(shè)有延第一鐵芯周向延伸的環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽位于第一鐵芯3的中段，該環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置第一勵(lì)磁線圈2，所述第一勵(lì)磁線圈2的外表面通過環(huán)氧樹脂密封。一連接桿5延第一鐵芯3的軸心線穿過第一鐵芯3，且與第一鐵芯3固定連接，本實(shí)施例中，連接桿5與第一鐵芯3螺紋配合，當(dāng)然，連接桿5與第一鐵芯3也可以通過銷釘鎖定。該連接桿5的兩端分別延伸出外套筒4，且分別與外套筒4滑動配合，所述連接桿5由不導(dǎo)磁材料制成。本實(shí)施例中，連接桿5由不導(dǎo)磁不銹鋼加工而成。該外套筒4內(nèi)腔的其他空間填充磁流變膠泥1，所述磁流變膠泥I的基體采用聚氨酯，磁流變膠泥I的軟磁顆粒采用羰基鐵粉。所述磁流變膠泥I的聚氨酯基體由蓖麻油與二苯基甲烷二異氰酸酯通過預(yù)聚法制備而成，蓖麻油與二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為100:16。所述磁流變膠泥I中聚氨酯基體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60%，所述羰基鐵粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%。連接桿5帶動第一鐵芯3軸向運(yùn)動過程中，磁流變膠泥I從外套筒4內(nèi)腔的一端流向外套筒4內(nèi)腔的另一端，由于磁流變膠泥I具有很高的粘滯性，因此可以將第一鐵芯3軸向運(yùn)動的能量轉(zhuǎn)換為熱能釋放,從而吸收掉振動產(chǎn)生的能量。所述外套筒4、第一鐵芯3均由導(dǎo)磁材料制成，本實(shí)施例中，外套筒4使用低碳鋼加工。當(dāng)?shù)谝粍?lì)磁線圈2通電后產(chǎn)生磁場，由磁流變膠泥1、第一鐵芯3、外套筒4形成磁閉合回路。當(dāng)連接桿帶動鐵芯在充滿磁流變膠泥的外套筒中運(yùn)動時(shí)，通過向勵(lì)磁線圈中施加不同的電流可以改變磁流變膠泥的阻尼特性，調(diào)節(jié)裝置的阻尼值。
[0020]所述磁控彈性裝置包括第二鐵芯7、第三鐵芯10、連接套11，第二鐵芯7、第三鐵芯10的縱斷面均為T型，第二鐵芯7、第三鐵芯10的突臺12相向?qū)?yīng)，且留有間隔距離，所述連接套11設(shè)于第二鐵芯7、第三鐵芯10之間，且與第二鐵芯7、第三鐵芯10位于同一軸心線上，連接套11軸向的兩端分別與第二鐵芯7、第三鐵芯10固定連接，本實(shí)施例中，連接套11與第二鐵芯7、第三鐵芯10分別通過螺栓固定連接。第二鐵芯7、第三鐵芯10的突臺12的外周面與連接套11的內(nèi)壁之間分別形成一環(huán)形槽，兩環(huán)形槽內(nèi)分別設(shè)置第二勵(lì)磁線圈9，所述第二勵(lì)磁線圈9的外表面均通過環(huán)氧樹脂密封。第二鐵芯7、第三鐵芯10的突臺12之間設(shè)有一圓盤狀的壓板8，該壓板8與第二鐵芯7的突臺之間設(shè)置第一磁流變彈性體13，壓板8與第三鐵芯10的突臺之間設(shè)置第二磁流變彈性體14，所述第一磁流變彈性體13、第二磁流變彈性體14均呈圓柱狀，且在1.5T的強(qiáng)磁場下制備而成，第一磁流變彈性體
13、第二磁流變彈性體14均是外觀厚度為2mm的圓柱體，圓柱體直徑為20mm。所述第一磁流變彈性體13、第二磁流變彈性體14分別粘貼固定在壓板8上。常態(tài)時(shí)，第一磁流變彈性體13、第二磁流變彈性體14均處于壓縮狀態(tài)，防止第一磁流變彈性體13、第二磁流變彈性體14分別與第二鐵芯7、第三鐵芯10發(fā)生剛性碰撞，減震性能降低；所述外套筒4、第一鐵芯3、第二鐵芯7、第三鐵芯10、連接套11、壓板8均由導(dǎo)磁材料制成，當(dāng)兩個(gè)第二勵(lì)磁線圈9通電時(shí)，第二鐵芯7、第三鐵芯10、連接套11、壓板8、第一磁流變彈性體13、第二磁流變彈性體14共同組成閉合磁回路。
[0021]所述連接桿5的一端沿第二鐵芯7的軸心線穿過第二鐵芯7、第一磁流變彈性體13與壓板8固定連接，本實(shí)施例中，壓板8通過設(shè)有的螺紋孔與連接桿5對應(yīng)端設(shè)有的外螺紋螺紋配合固定。第二鐵芯7的中心處加工有直徑為6_的通孔，連接桿5由此通孔穿過，第一磁流變彈性體13上設(shè)有供連接桿5穿過的直徑為6_的通孔。所述第二鐵芯7與夕卜套筒4的相向端固定連接，形成磁控隔振裝置。進(jìn)一步地，所述第二鐵芯7與外套筒4之間設(shè)有不導(dǎo)磁材料制成的固定板6，所述固定板6的兩端面分別與第二鐵芯7、外套筒4固定連接，更進(jìn)一步地，固定板6首先焊接在變阻尼裝置底部，再用螺栓與上鐵芯7表面固定。固定板6的厚度為10mm。其上設(shè)有直徑為6mm的通孔，連接桿5由此通孔穿過。
[0022]所述外套筒4上設(shè)有供第一勵(lì)磁線圈2的引線伸出的引線孔，該引線孔設(shè)于外套筒4軸向的外端面，便于第一鐵芯軸向移動。所述連接套11上設(shè)有供第二勵(lì)磁線圈9的引線伸出的引線孔。該引線孔設(shè)有連接套11的周面上，各勵(lì)磁線圈均需連接外置的直流電源。使用過程中，第三鐵芯與基礎(chǔ)連接，連接桿與精密平臺、精密儀器設(shè)備連接。
【權(quán)利要求】
1.一種磁控隔振裝置，其特征在于:包括磁控阻尼裝置和磁控彈性裝置，所述磁控阻尼裝置包括密封結(jié)構(gòu)的外套筒(4)，該外套筒(4)的內(nèi)腔中設(shè)置第一鐵芯(3)，該第一鐵芯(3)的上設(shè)有延第一鐵芯周向延伸的環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽內(nèi)設(shè)置第一勵(lì)磁線圈(2)，一連接桿(5)延第一鐵芯(3)的軸心線穿過第一鐵芯(3)，且與第一鐵芯(3)固定連接，該連接桿(5)的兩端分別延伸出外套筒(4)，且分別與外套筒(4)滑動配合，該外套筒(4)內(nèi)腔的其他空間填充磁流變膠泥(I);所述磁控彈性裝置包括第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)、連接套(11)，第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)的縱斷面均為T型，第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)的突臺(12)相向?qū)?yīng)，且留有間隔距離，所述連接套(11)設(shè)于第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)之間，且與第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)位于同一軸心線上，連接套(11)軸向的兩端分別與第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)固定連接，第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)的突臺(12)的外周面與連接套(11)的內(nèi)壁之間分別形成一環(huán)形槽，兩環(huán)形槽內(nèi)分別設(shè)置第二勵(lì)磁線圈(9)，第二鐵芯(7)、第三鐵芯(10)的突臺(12)之間設(shè)有一壓板(8)，該壓板(8)與第二鐵芯(7)的突臺之間設(shè)置第一磁流變彈性體(13)，壓板(8)與第三鐵芯(10)的突臺之間設(shè)置第二磁流變彈性體(14);所述連接桿(5)的一端沿第二鐵芯(7)的軸心線穿過第二鐵芯(7)、第一磁流變彈性體(13)與壓板(8)固定連接，所述第二鐵芯(7)與外套筒(4)的相向端固定連接，形成磁控隔振裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述磁流變膠泥(I)的基體采用聚氨酯，磁流變膠泥(I)的軟磁顆粒采用羰基鐵粉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述磁流變膠泥(I)的聚氨酯基體由蓖麻油與二苯基甲烷二異氰酸酯通過預(yù)聚法制備而成，蓖麻油與二苯基甲烷二異氰酸酯的質(zhì)量比為100:16。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述磁流變膠泥(I)中聚氨酯基體的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為60%，所述羰基鐵粉的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為40%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述第一勵(lì)磁線圈(2)、第二勵(lì)磁線圈(9)的外表面均通過環(huán)氧樹脂密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述第一磁流變彈性體(13)、第二磁流變彈性體(14)均呈圓柱狀，且在1.5T的強(qiáng)磁場下制備而成，第一磁流變彈性體(13)上設(shè)有供連接桿(5)穿過的通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述第一磁流變彈性體(13)、第二磁流變彈性體(14)分別粘貼固定在壓板(8)上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述外套筒(4)、第一鐵芯(3)、第二鐵芯(7 )、第三鐵芯(10 )、連接套(11)、壓板(8 )均由導(dǎo)磁材料制成，所述第二鐵芯(7 )與外套筒(4)之間設(shè)有不導(dǎo)磁材料制成的固定板(6)，所述固定板(6)的兩端面分別與第二鐵芯(7)、外套筒(4)固定連接，所述連接桿(5)由不導(dǎo)磁材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述連接桿(5)與第一鐵芯(3)螺紋配合。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁控隔振裝置，其特征在于:所述外套筒(4)上設(shè)有供第一勵(lì)磁線圈(2)的引線伸出的引線孔，所述連接套(11)上設(shè)有供第二勵(lì)磁線圈(9)的引線伸出的引線孔。
【文檔編號】F16F9/53GK104074916SQ201410308125
【公開日】2014年10月1日 申請日期:2014年7月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月1日
【發(fā)明者】居本祥, 張登友, 楊百煉, 唐銳 申請人:重慶材料研究院有限公司