基于磁流體散熱的雙線圈單動磁體結構的慣性式激振器的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及機械振動技術領域，特別涉及基于磁流體散熱的雙線圈單動磁體結構的慣性式激振器。
【背景技術】
[0002]振動激勵器(簡稱激振器，又稱作動器)是一種將電能轉化為機械能的振動激勵裝置，在輸入信號的驅動下，以輸出力的方式激勵目標產生預期的振動。隨著技術進步，在科研、軍事、汽車、娛樂等各個領域，隨著人們對振動產生或控制的需求日益強烈，激振器的應用也越來越廣泛。
[0003]根據換能器件的不同，激振器可分為電磁式、壓電式、磁致伸縮式、液壓式等種類。其中壓電式、磁致伸縮式激振器自身力阻抗較大、容許位移較低，一般適合于中高頻率的激振；液壓式激振器需附加外部液壓系統，結構復雜且容許位移較低，但力值較大；而電磁式激振器附加阻抗小、容許位移大，是需求低頻激振場合的一般選擇。
[0004]根據結構和安裝方式的不同，激振器又可分為普通激振器和慣性式激振器。普通激振器一般由底座和力輸出端構成，安裝時要分別將底座和力輸出端進行固定，其安裝結構復雜且對安裝精度要求較高，但力輸出端處附加阻抗很小，并且激振器下限工作頻率較低，一般應用于科研等需求精密測試的場合。與普通激振器不同，慣性式激振器不存在力輸出端，僅需將底座固定即可正常工作，故安裝簡易、應用更為廣泛，但其下限工作頻率一般要高于普通激振器。
[0005]隨著激振器應用需求的增長，人們對其性能指標提出了更高的要求。如何在不增加體積、重量的條件下提高激振器的力輸出能力是目前激振器設計的主要目的。增大線圈電流是最直接的方法，但此時線圈熱功率同樣增加，這對激振器的散熱性能提出了更高的要求。目前，多數激振器中，線圈與外殼間通過膠水、膠木彈片等導熱性能不佳的材料進行連接，而且接觸面積小，線圈產生的熱量難以有效傳導至外殼上，從而使線圈在大電流下容易積累熱量產生高溫。因此，如何提高有效激振器的散熱性能、抑制線圈的溫度是激振器設計的重要問題，可直接提升其輸出能力。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的目的在于，為解決現有的激振器散熱性能差、能量密度低、安裝結構復雜的缺點，提供一種采用磁流體散熱的雙線圈單動磁體結構的慣性式激振器，利用該慣性式激振器能夠加強激振器的散熱性能，提高線圈的壽命，提高其長時間、大功率工作的可靠性。
[0007]為實現上述目的，本實用新型提供的基于磁流體散熱的雙線圈單動磁體結構的慣性式激振器，包括:動磁體、外殼、板簧、上線圈下線圈以及磁流體。所述的板簧呈圓環板狀彈性結構，用于將動磁體支撐于外殼內，并限制動磁體的非軸向位移，所述動磁體的兩端呈對稱設置的環形管狀結構，使得動磁體產生的磁場沿環形管狀結構的管壁構成回路，在每一環形管狀結構的外側端面上均設有一環形孔，用于放置線圈，所述的環形孔將環形管狀結構的內腔與外界貫通，所述的上線圈和下線圈均纏繞在一線圈骨架上，兩個線圈骨架的另一端對稱的固定于外殼兩端面內側的中心位置，所述的上線圈和下線圈對稱的位于兩個環形孔內，當兩線圈通入反向交變電流后，該上線圈、下線圈與動磁體間將產生同向的電磁激勵力，使動磁體和外殼間產生相對運動形成振動的激勵，所述的磁流體灌注于環形孔內，用于將上線圈和下線圈產生的熱量傳導至動磁體上進行散熱。
[0008]作為上述技術方案的進一步改進，所述的外殼包括:上蓋板、下蓋板及殼體，所述的上蓋板和下蓋板分別覆蓋于殼體的上端口和下端口 ；該上蓋板和下蓋板的中部均設有一環形凸緣，分別用于固定上線圈的線圈骨架、下線圈的線圈骨架。
[0009]作為上述技術方案的進一步改進，所述的外殼還包括散熱裝置，該散熱裝置包括:離心風機、若干上散熱片和若干下散熱片，所述的上散熱片和下散熱片分別固定于上蓋板的頂部和下蓋板的底部，所述上蓋板和下蓋板的兩個環形凸緣的中心均開設有與鐵芯的內腔貫通的孔，作為空氣流動的入口和出口，所述的離心風機設置于上蓋板的正上方，其通過電能驅動氣流從下散熱片流入慣性式激振器，并經下蓋板、鐵芯的內腔、上蓋板后從上散熱片流出慣性式激振器。
[0010]作為上述技術方案的進一步改進，所述的上散熱片呈螺旋狀的分布于上蓋板的孔周圍，所述的下散熱片呈輻射狀的分布于下蓋板的孔周圍。
[0011]作為上述技術方案的進一步改進，所述的動磁體包括:鐵芯、上永磁體、下永磁體、上軛鐵、下軛鐵；所述的鐵芯呈中空的筒狀結構，其上、下兩端的外壁上均設有一環形支架，兩個環形支架之間沿周向開設有環形凹槽；所述的上永磁體安裝于一個環形支架與上軛鐵之間，使得鐵芯上端、上永磁體和上軛鐵組合后形成一個環形管狀結構；所述的下永磁體固定于另一個環形支架與下軛鐵之間，使得鐵芯下端、下永磁體和下軛鐵組合后形成另一個環形管狀結構。
[0012]作為上述技術方案的進一步改進，所述鐵芯上端的外壁與上軛鐵之間設有的間隙形成一個環形孔，該鐵芯下端的外壁與下軛鐵之間設有的間隙形成另一個環形孔。此時上線圈、下線圈的主體分別位于由上軛鐵和鐵芯、下軛鐵和鐵芯形成的磁隙中。
[0013]作為上述技術方案的進一步改進，所述板簧的數量為兩個；所述的兩個板簧均為圓環板狀彈性結構，用于支撐動磁體的重量，其中一個板簧的外緣固定于上蓋板和殼體之間，其內緣則固定于上軛鐵的外壁上，另一個板簧的外緣固定于下蓋板與殼體之間，其內緣固定于下軛鐵的外壁上。所述的上蓋板和下蓋板均可通過其邊緣設置的凸緣將兩個板簧固定于殼體上。
[0014]作為上述技術方案的進一步改進，所述的上永磁體、下永磁體沿軸向極化，并利用膠水與鐵芯及上軛鐵、下軛鐵固定，并且安裝于鐵芯上后其相對的一面具有相同的極性。
[0015]作為上述技術方案的進一步改進，所述的鐵芯、上軛鐵、下軛鐵均利用軟磁材料整體加工成型。
[0016]作為上述技術方案的進一步改進，所述的上永磁體、下永磁體均利用永磁材料整體加工成環形結構，或采用永磁材料加工成若干扇形結構，并拼接成圓環。
[0017]本實用新型的基于磁流體散熱的雙線圈單動磁體結構的慣性式激振器優點在于:
[0018]本實用新型慣性式激振器通過將磁流體灌注于環形孔內，使得上線圈和下線圈產生的熱量傳導至動磁體上進行散熱，使得線圈產生的熱量能夠有效傳導至外界，提高了激振器的散熱性能，降低了線圈溫度，且由于磁流體阻尼特性好，使得激振器的力輸出曲線更為平滑，提高其大功率、長期工作的可靠性；將動磁體的兩端設置呈環形管狀結構，使得動磁體產生的磁場沿環形管狀結構的管壁構成回路，使得磁場絕大部分約束于該回路內部，從而極大增強環形孔內的磁場，使通電線圈產生更強的力，配合設置的雙線圈結構，使激振器在相同體積、重量下具有更高的力輸出能力，能夠激勵更強的振動；同時該慣性式激振器可在任意安裝角度下工作，提高了適用范圍。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型實施例中一種基于磁流體散熱的雙線圈單動磁體結構的慣性式激振器的剖面視圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例中的上散熱片的橫向切面視圖。
[0021]圖3是本實用新型實施例中的下散熱片的橫向切面視圖。
[0022]