專利名稱：帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種彈簧，具體地說，是涉及一種用于減振的采用永磁力 加可控電磁力結構的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧。
背景技術：
公知的彈簧， 一般都是由彈簧鋼絲繞制而成，安裝在某物體下，即對 物體起到彈力支撐作用，對于減振要求高的場合則采用彈簧加油腔減振墊 的方案。但由于彈簧直接與支撐物接觸，所以，對物體的減振效果有限。 而且，由于彈簧固有特性已定，所以，不能根據所加負載的變化而調節其 特性。
本發明致在利用磁吸力構成彈簧，通過磁場力使支撐物體處于磁懸浮
狀態，從而，有效提高減振效果；而且，通過動子的高性能永磁體構成了 彈簧的基本磁懸浮力，同時，通過調節安裝在定子上勵磁繞組的勵磁電流，
可根據需要調節磁懸浮力的大小；對于突加負載則采用自帶的空氣阻尼腔 的阻尼作用減少突加負載所產生的振動，使致用于減振要求高的場合。
發明內容
本發明的目的是為了提供一種帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減 振彈簧，與現有技術相比，采用磁吸力作為彈力，并把彈簧體與阻尼腔為 一體，能夠明顯提高減振效果，而且，結構緊湊，同時，磁吸力即磁懸浮 力采用基本永磁磁吸力加電磁力的組合形式，可根據所加負載的不同，有 效的控制磁懸浮力，從而改善彈簧的彈力特性，另外，在永磁式磁懸浮結 構的空氣介質中填充鐵磁材料粉末，使單位磁能能產生更大的磁懸浮力。
為達到上述目的，本發明的技術方案是，
帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，包括，基座，柱體結構， 其中央開設一腔體作為阻尼空氣腔，底部開有進氣孔，并設密封片配合固 定螺絲固定密封；支撐軸，其外徑與基座阻尼空氣腔內徑相匹配，其一端插設于基座阻尼空氣腔；罩殼，固定于基座上，所述的支撐軸自由端伸出
罩殼；動子，其為永磁體，環狀結構，套設于罩殼內的支撐軸上；其上還 設一導桿，對應地，所述的基座上開有供該導桿插入的孔道；位移傳感器， 設置于基座上孔道，并對應該導桿；定子，設置于罩殼內側、動子外側， 其為鐵磁材質、永磁體；動子與定子之間保持一定間隙，間隙中填充鐵磁 材料粉末；定子勵磁繞組，設置于定子上；電磁控制器，分別電性連接位 移傳感器和定子勵磁繞組，形成一閉環控制系統。
進一步，本發明還包括二個利于支撐軸轉動的軸承，分別設置于支撐 軸與罩殼間以及基座處。
所述的軸承采用永磁環，與動子及支撐軸的磁場極性配合，實現軸與 軸承間的磁懸浮。
又，所述的罩殼包括底板、外殼及端蓋；底板、端蓋中央開設一通孔，
所述的軸承設置于該通孔處。
所述的罩殼通過固定件固定于基座上；該罩殼采用鐵磁材料制成。 所述的位移傳感器設置于基座上孔道端口；所述的位移傳感器采用直
線光柵傳感器。
另外，本發明所述的定子采用導磁率高的鋼材，動子釆用永磁磁鋼制成。
再有，所述的定子上還開設定子繞組槽，定子勵磁繞組嵌入定子繞組 槽內。
本發明可控式永磁磁懸浮減振彈簧的工作原理如下
動子為永磁磁鋼，與硅鋼構成的定子構成磁路，利用磁阻力產生了彈 簧的基本磁吸力(垂直安裝產生磁懸浮力)，定子由導磁率大的鋼及勵磁 繞組構成，勵磁電流使定子鐵心產生電磁力，定子磁場與動子磁場按異性 相吸相互配合，從而將永磁力和電磁力相迭加，增大了動定子間的吸力(磁 懸浮力)，改變勵磁繞組的勵磁電流可改變定子的勵磁狀態，從而改變動 定子間的吸力(磁懸浮力)，通常定子與基座相固定，支撐物體與動子相 聯，當動子上所加壓力增加，則動子與定子錯位，兩者之間磁吸力(磁懸 浮力)增大，當壓力超過極限位置，則兩者之間磁吸力(磁懸浮力)減小， 此時為磁懸浮失效，則依靠極限位置塑像墊付片支撐。
5為減小磁路中的磁阻，以提高單位磁能的磁效率，本發明在動子與定 子之間填充了鐵磁材料粉末，這就成倍提高動子與定子兩者之間的磁吸力 (磁懸浮力)。
為減小突加負載所產生的振動，在動子行程上安裝了空氣阻尼腔，通 過空氣腔內的壓縮空氣以克服突加負載所產生的振動。
為控制磁吸力需要控制定子繞組的電流，為此，設置了動子位置傳感 器、電磁控制器。
本發明的有益效果
本發明當垂直安裝時，動子與定子之間產生磁吸力(磁懸浮力)，由 于動子與定子之間的磁懸浮結構，只要磁懸浮力足夠大，不但能有效支撐 物體，而且，有效地隔離了基座產生的振動，從而有效地抑制了振動。
同時，磁懸浮力采用了基本永磁吸力加電磁力的組合形式，改變勵磁 繞組的勵磁電流可改變定子的勵磁狀態，從而改變動定子間的吸力(磁懸 浮力)，可有效地調節彈性特性。另外，由于安裝了動子位置傳感器，與 控制器構成閉環控制，可有效地提高控制性能。
由于本發明在動子與定子之間填充了鐵磁材料粉末，這就大大減小了 磁路磁阻，使磁回路中的磁通明顯提高，從而大大提高了動子與定子兩者 之間的磁吸力(磁懸浮力)，使永磁磁鋼的磁能得到了充分的利用。
由于把極限位置塑膠墊付片安裝在動子磁鋼的底部，同時，把磁吸力 (磁懸浮力)最大點設置為極限位置，這樣就避免了壓力超過極限時所引 起的沖擊。
由于在動子聯軸的行程上設置了空氣阻尼腔，通過空氣阻尼腔內的壓 縮空氣有效克服了突加負載所產生的振動，減小了突加負載所產生的振 動。
圖1為本發明一實施例的結構示意圖2為本發明一實施例中支撐軸、動子、定子及軸承的配合示意圖;
圖3為本發明電磁控制示意圖4為本發明另外一實施例的示意圖。
具體實施例方式
參見圖1、圖2，本發明的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈 簧，包括，基座l、支撐軸2、罩殼3、動子4、定子5、定子勵磁繞組6、 電磁控制器7;
基座1，柱體結構，其中央開設一腔體作為阻尼空氣腔100，底部開 有進氣孔101，并設密封片8配合固定螺絲9固定密封；支撐軸2，其外 徑與基座1阻尼空氣腔100內徑相匹配，其一端插設于基座阻尼空氣腔 100，且該端部設密封圈16;
罩殼3，固定于基座1上，包括底板31、外殼32及端蓋33;底板31、 端蓋33中央開設一通孔，并分別設置軸承15、 15';所述的支撐軸2自 由端伸出罩殼3;所述的罩殼3通過固定件10-…螺釘固定于基座1上；
動子4，其為永磁體，環狀結構，套設于罩殼1內的支撐軸2上；其 上還設一導桿ll，對應地，所述的基座1上開有供該導桿11插入的孔道 102;位移傳感器12，設置于基座1上孔道102端口，并對應該導桿ll， 所述的位移傳感器12采用直線光柵傳感器；
定子5,設置于罩殼l內側、動子4外側，其為鐵磁材質、永磁體； 動子5與定子4之間保持一定間隙13，間隙13中填充鐵磁材料粉末；其 上還開設定子繞組槽；定子勵磁繞組6，嵌入該定子繞組槽內；
電磁控制器7，分別電性連接位移傳感器12和定子勵磁繞組6，形成 一閉環控制系統，電磁控制器7為現有技術，在此不再贅述。
本發明所述的定子5采用導磁率高的鋼材，動子4采用永磁磁鋼制成； 所述的罩殼3采用鐵磁材料制成。
電磁控制原理圖如圖3所示，定子勵磁繞組6采用直流勵磁，電磁控 制器7、位移傳感器12和定子勵磁繞組6，形成一閉環控制系統，電磁控 制器7根據位移傳感器12反饋的信號控制定子勵磁繞組6。
再請參見圖4，本發明另一實施例，在該實施例中本發明所述的軸承 15采用永磁環，與動子4及支撐軸2的磁場極性配合，實現軸與軸承間的 磁懸浮。
權利要求
1.帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，其特征是，包括，基座，柱體結構，其中央開設一腔體作為阻尼空氣腔，底部開有進氣孔，并設密封片配合固定螺絲固定密封；支撐軸，其外徑與基座阻尼空氣腔內徑相匹配，其一端插設于基座阻尼空氣腔；罩殼，固定于基座上，所述的支撐軸自由端伸出罩殼；動子，其為永磁體，環狀結構，套設于罩殼內的支撐軸上；其上還設一導桿，對應地，所述的基座上開有供該導桿插入的孔道；位移傳感器，設置于基座上孔道，并對應該導桿；定子，設置于罩殼內側、動子外側，其為鐵磁材質；動子與定子之間保持一定間隙，間隙中填充鐵磁材料粉末；定子勵磁繞組，設置于定子上；電磁控制器，分別電性連接位移傳感器和定子勵磁繞組，形成一閉環控制系統。
2. 如權利要求1所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，其 特征是，還包括二個利于支撐軸滑動的軸承，分別設置于支撐軸與罩 殼間以及基座處。
3. 如權利要求1所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，其 特征是，所述的罩殼包括底板、外殼及端蓋；底板、端蓋中央開設一 通孔，所述的軸承設置于該通孔處。
4. 如權利要求2所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，其 特征是，所述的軸承采用永磁環，與動子及支撐軸的磁場極性配合， 實現軸與軸承間的磁懸浮。
5. 如權利要求1或3所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧， 其特征是，所述的罩殼通過固定件固定于基座上。
6. 如權利要求1所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，其 特征是，所述的位移傳感器設置于基座上孔道端口。
7. 如權利要求1或6所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧， 其特征是，所述的位移傳感器采用直線光柵傳感器。
8. 權利要求1所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，其特 征是，所述的定子上還開設定子繞組槽，定子勵磁繞組嵌入該定子繞 組槽內。
9. 如權利要求1所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，其 特征是，所述的定子采用導磁率高的鋼材，動子采用永磁磁鋼制成。
10. 權利要求1或3所述的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧， 其特征是，所述的罩殼采用鐵磁材料制成。'
全文摘要
帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧，包括，基座，柱體結構，其中央開設一腔體作為阻尼空氣腔；支撐軸，其一端插設于阻尼空氣腔；罩殼，固定于基座；動子，設于支撐軸上；其上設導桿，基座上開有孔道；位移傳感器，設于基座上孔道端口并對應導桿；定子，設于動子外側；動子與定子之間保持間隙，間隙中填充鐵磁材料粉末；定子勵磁繞組，設于定子上；電磁控制器，分別電性連接位移傳感器和定子勵磁繞組，形成一閉環控制系統。本發明采用磁吸力作為彈力，并把彈簧體與阻尼腔為一體，能夠明顯提高減振效果，同時，磁吸力即磁懸浮力采用永磁磁吸力加電磁力的組合形式，可根據所加負載的不同，有效的控制磁懸浮力，從而改善彈簧的彈力特性。
文檔編號F16F6/00GK101324255SQ20081004051
公開日2008年12月17日 申請日期2008年7月11日 優先權日2008年7月11日
發明者丁立軍, 浩 馮, 曹文明 申請人:嘉興學院;丁立軍