基于磁流變的扭轉振動調節裝置的制作方法

本發明涉及一種扭轉振動調節裝置，尤其是涉及一種基于磁流變的扭轉振動調節裝置。

背景技術：

旋轉機械做回旋運動時，其傳動系統或回旋轉子會不可避免地出現扭轉振動，如汽車在行駛過程中的加速，減速等都會引起傳動系統的扭轉振動，會造成汽車結構振動和車內噪聲，影響了汽車的整體乘坐舒適性，扭轉振動還會造成發動機曲軸疲勞故障而損壞，尤其是在高速時情況更為嚴重；軋機在軋制鋼材過程中，咬鋼、拋鋼時軸系上的負荷擾動會引起軋機傳動系統的扭轉力矩發生劇烈變化，產生扭轉振動，嚴重影響了軋制板材的質量，因此扭轉振動調節裝置對于改善扭轉振動十分有必要。

現有技術中，對于旋轉機械的扭轉振動多采用橡膠扭轉減振器、金屬彈簧扭轉減振器以及硅油扭轉減振器等，這些扭轉減振器均能有效的抑制扭轉振動，但這些扭轉減振器不能進行自適應地調節，在實際使用過程中效果不是很理想。

磁流變液是由高磁導率、低磁滯性的微小軟磁性顆粒和非導磁性液體混合而成的新型材料，其流變性能可由磁場控制，在零磁場條件下呈現出低粘度的牛頓流體特性；而在強磁場作用下，磁流變液會在毫秒級時間內呈現出有規則的、且沿磁場方向成鏈或鏈束狀排列，產生了類固體的特征，由小粘度易流動的牛頓流體變為高粘度難流動的塑性賓漢流體，且變化過程是連續可逆的，因此，可以通過改變電流大小來控制磁場強度，從而改變傳動系統上的扭轉力矩，實現對扭轉振動主動、實時、可逆地連續調節。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種基于磁流變的扭轉振動調節裝置，該裝置結構簡單合理，能夠實時、主動連續、可逆地調節旋轉機械傳動系統或回旋轉子的扭轉振動。

為了達到上述目的，本發明所采取的具體技術方案為：

本發明公開了一種基于磁流變的扭轉振動調節裝置，主要包括扭轉振動調節機構、法蘭凸緣盤和帶孔法蘭蓋；其中法蘭凸緣盤中心設有鍵孔，法蘭凸緣盤和帶孔法蘭蓋均通過螺栓與環形套筒連接并分別位于套筒的兩側；扭轉振動調節機構主要包括環形套筒、內含容腔的下缸體、內含容腔的上缸體、電磁線圈、磁流變液、弧形活塞推桿、彈簧、連接桿、轉軸筒；其中轉軸筒與主動軸相連接，連接桿與轉軸筒、弧形活塞推桿固連，主動軸旋轉帶動弧形活塞推桿在含有磁流變液的上缸體容腔內轉動，在下缸體的容腔內纏繞有至少一組電磁線圈，通過電流時，線圈產生磁場，在磁場作用下磁流變液呈類固態，并因此改變了主軸扭轉力矩，進而實現調節扭轉振動的目的。

進一步說，所述扭轉振動調節機構至少含有兩個內含容腔的下缸體，內含容腔的下缸體為弧形缸體，缸體容腔內纏繞有至少一組電磁線圈，并通過螺栓與環形套筒內壁固定連接。

進一步說，所述的扭轉振動調節機構至少含有兩個內含容腔的上缸體，內含容腔的上缸體兩端均有一個弧形容腔，容腔縱截面為圓形，兩容腔互不連通，中間被腔內實體隔開，兩缸體通過螺栓與下缸體固定連接。

進一步說，所述弧形活塞推桿的最大工作旋轉角度為120°。

進一步說，所述彈簧為弧形限位彈簧，安裝在弧形活塞推桿上，兩端分別壓靠在兩邊的缸蓋上，可與磁流變阻尼共同作用提供一定的阻尼力，起到輔助減振作用，此外，還可保證調節裝置的初始位置，對裝置的行程進行限位，起到一定的失效保護作用。

進一步說，所述法蘭凸緣盤和帶孔法蘭蓋與環形套筒的接觸面上均設有橡膠法蘭墊。

進一步說，所述轉軸筒中心設有花鍵孔，轉軸筒通過花鍵套裝在減速器的輸出軸上，并與輸出軸過渡配合。

本發明所具有的有益效果：

（1）本發明裝置用于調節旋轉機械傳動系統或回旋轉子的扭轉振動，通過調節控制電磁線圈中的電流大小，使磁流變液呈現不同的類固體特征，改變了傳動系統或回旋轉子的扭轉力矩，能夠實現實時、主動連續、可逆地控制其扭轉振動；

（2）利用磁流變效應彌補了傳統扭轉減振器可靠性不足的缺點，改善了扭轉振動調節效果；

（3）本發明裝置的設計遵循了簡單緊湊、低成本的設計原則，應用前景廣泛。

附圖說明

圖1為本發明基于磁流變的扭轉振動調節裝置的整體結構示意圖；

圖2為本發明的法蘭凸緣盤示意圖；

圖3為本發明的扭轉振動調節機構示意圖；

圖4為本發明扭轉振動調節機構內部結構圖；

圖5為本發明扭轉振動調節機構內部結構剖視圖；

附圖中：1.帶孔法蘭蓋 2.橡膠法蘭墊 3.環形套筒 4.法蘭凸緣盤 5.螺栓

6.內含容腔的下缸體 7.內含容腔的上缸體 8.彈簧 9.缸蓋 10.連接桿 11.轉軸筒 12.弧形活塞推桿 13.磁流變液 14.電磁線圈。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步闡述：

如圖1，圖2所示，本發明基于磁流變的扭轉振動調節裝置，主要包括扭轉振動調節機構、法蘭凸緣盤4和帶孔法蘭蓋1，法蘭凸緣盤4通過周向均布的8個螺栓5與環形套筒3一端固定連接，法蘭凸緣盤4中心設有鍵孔，與旋轉軸通過平鍵配合，傳遞輸出扭矩，帶孔法蘭蓋1通過周向均布的8個螺栓 5與環形套筒3的另一端固定連接，法蘭凸緣盤4和帶孔法蘭蓋1與環形套筒3的接觸面上均設有橡膠法蘭墊2。

如圖3所示，本發明扭轉振動調節機構包括環形套筒3、內含容腔的下缸體6、內含容腔的上缸體7、弧形活塞推桿12、彈簧8、連接桿10、轉軸筒11。

所述扭轉振動調節機構含有兩個內含容腔的下缸體6，內含容腔的下缸體6為弧形缸體，缸體容腔內纏繞有至少一組電磁線圈14，缸體6通過螺栓5與環形套筒3內壁固定連接。

所述的扭轉振動調節機構含有兩個內含容腔的上缸體7，內含容腔的上缸體7兩端均有一個弧形容腔，容腔縱截面為圓形，兩容腔互不連通，中間被腔內實體隔開，活塞與腔內實體間填充有磁流變液13，當下缸體6容腔內的電磁線圈14通電改變磁場強度時，磁流變液會呈現出有規則的、且沿磁場方向成鏈或鏈束狀排列，產生了類固體的特征，進而改變扭轉力矩，上缸體7通過螺栓5與下缸體6固定連接。

所述缸蓋9上設有弧形活塞推桿12的過孔，通過螺栓5與上缸體7一端固定連接。

所述的彈簧8為弧形限位彈簧，安裝在弧形活塞推桿12上，兩端壓靠在兩邊的缸蓋9上，可與磁流變阻尼共同作用提供一定的阻尼力，起到輔助減振作用，此外，還可保證調節裝置的初始位置，對裝置的行程進行限位，起到一定的失效保護作用。

所述弧形活塞推桿12的最大工作旋轉角度為120°。

所述轉軸筒11通過連接桿10與弧形活塞桿12固連，轉軸筒11中心設有花鍵孔，轉軸筒11通過花鍵套裝在減速器的輸出軸上，并與輸出軸過渡配合，輸出軸旋轉帶動弧形活塞推桿12在含有磁流變液的上缸體7的容腔內轉動。

本發明的具體使用過程為：轉軸筒11通過花鍵套裝在主動軸上，并與主動軸過渡配合，法蘭凸緣盤4與從動軸通過平鍵配合，扭轉力矩由主動軸通過扭轉振動調節機構傳遞給從動軸，轉軸筒11通過連接桿10與弧形活塞桿12固連，主動軸推動弧形活塞桿12在內含容腔的上缸體7內旋轉，弧形活塞桿12一方面擠壓磁流變液13，一方面壓縮安裝在弧形活塞推桿12上的彈簧8，下缸體6內的電磁線圈14通過電流時會產生磁場，磁流變液13在磁場作用下會呈現出有規則的、且沿磁場方向成鏈或鏈束狀排列，出現類固體的特征，其產生的磁流變阻尼與彈簧8產生的阻尼力改變了扭轉力矩，通過調節電磁線圈14內電流的大小可實現對磁流變阻尼大小的實時連續調節，進而達到調節扭轉振動的目的。

本領域的技術人員應理解，本發明的具體實施方式僅用于解釋本發明的原理，而并不限制本發明 凡是依據本發明中的設計精神所做出的等效變化或修飾，均應落入本發明的保護范圍。