Магнитожидкостное устройство для гашения колебаний

 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для гашения колебаний различного рода объектов, в частности летательных аппаратов. Магнитожидкостное устройство для гашения колебаний содержит корпус из двух жестко закрепленных коаксиальных цилиндрических элементов, внутренний из которых выполнен в виде сплошного цилиндра, с образованием открытой полости и размещенный в ней с возможностью осевого и вращательного перемещения поршень. Зазор между корпусом и поршнем заполнен магнитоактивной жидкостью. Цилиндрические элементы корпуса и поршень закреплены на немагнитных переходниках. Поршень выполнен в виде набора сопряженных цилиндрических элементов, представляющих собой магнитопроводы, и обмоток возбуждения магнитного поля, расположенных между последними. С торцов во внутреннем цилиндрическом элементе выполнены полости, образованные вращением вокруг его оси криволинейной образующей, один конец которой лежит на торцах цилиндра, а второй - в точках пересечения оси поперечными сечениями, проходящими через внутренние края внешних цилиндрических элементов при соответствующих крайних положениях поршня. Устройство позволяет регулировать демпфирующее усилие. 1 ил.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для гашения колебаний различного рода объектов и, в частности летательных аппаратов.

Известно магнитожидкостное устройство для гашения колебаний, содержащее корпус, заполненный магнитной жидкостью, шток с поршнем, подвижный в осевом направлении и размещенный в корпусе, дросселирующий канал, соединяющий полости корпуса, соленоидную катушку, охватывающую дросселирующий канал и подключенную к регулируемому источнику питания.

Недостатком известного устройства является зависимость усилия сопротивления на штоке от его положения относительно корпуса, что снижает эффективность его работы.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является гидравлический амортизатор с магнитогидродинамическим тормозом, содержащий корпус из двух жестко закрепленных коаксиальных цилиндрических элементов, внутренний из которых выполнен в виде сплошного цилиндра, с образованием открытой полости и размещенный в ней с возможностью осевого перемещения поршень. Зазоры между корпусом и поршнем заполнены электропроводной жидкостью.

Недостатком устройства являются его большая масса, обусловленная неиспользованием массы внутреннего цилиндра, отсутствием регулирования демпфирующего усилия, а также невозможностью гашения вращательных колебаний.

Согласно изобретению поршень выполнен в виде набора сопряженных цилиндрических элементов, представляющих собой магнитопроводы и обмотки возбуждения, что позволяет изменять магнитный поток и, тем самым, регулировать демпфирующее усилие.

С целью исключения магнитных потоков рассеивания и усиления демпфирующего эффекта элементы корпуса и поршень закреплены на немагнитных переходниках.

Торцевая часть сплошного цилиндра, как часть магнитной системы, используется в магнитном отношении не полностью, так как при крайних положениях поршня магнитный поток в поперечном сечении, проходящем через соответствующую внешнюю поверхность внешнего цилиндрического элемента поршня, равен нулю, а нарастание магнитного потока до максимума происходит во внутрь цилиндра до поперечного сечения, проходящего через внутренний край внешнего цилиндрического элемента поршня на уровне его внутреннего диаметра. Это позволяет уменьшить массу устройства путем введения полостей в указанных частях цилиндра. Поэтому внутренний цилиндрический коаксиальный элемент выполнен в виде цилиндра с полостями на торцах, образованными вращением вокруг оси цилиндра криволинейной образующей, один конец которой лежит на торцах цилиндра, а второй - на оси цилиндра в точках, полученных при соответствующих крайних положениях поршня пересечением оси поперечными сечениями, проходящими через внутренние края внешних цилиндрических элементов поршня.

Магнитожидкостное устройство для гашения колебаний содержит корпус, образованный внешним коаксиальным цилиндрическим элементом 1 и сплошным цилиндром 2, жестко закрепленным на переходнике 3 корпуса, и поршень в виде стакана, стенки которого выполнены в виде набора цилиндрических элементов 4 и 5, представляющих собой магнитопроводы, и обмоток 6 возбуждения магнитных потоков Ф1 и Ф2, а также переходника 7 стакана. Поршень размещен между элементами 1 и 2 корпуса с образованием по наружной и внутренней поверхности двух одинаковых равномерных кольцевых зазоров 8, которые заполнены магнитоактивной жидкостью.

Внешний коаксиальный цилиндрический элемент 1 и цилиндр 2 корпуса и элементы магнитопровода 4 и 5 выполнены из магнитомягкого материала, переходники 3 и 7 корпуса и стакана, а также каркасы обмоток 6 возбуждения магнитного поля - из немагнитопроводящего материала. Поршень относительно корпуса может совершать поступательное движение в осевом направлении и вращаться.

В переходнике 3 имеется отверстие 10 по технологическим соображениям. Полости 9 на торцах цилиндра 2 образованы вращением вокруг оси цилиндра криволинейных образующих, один конец А которых лежит на торцах цилиндра, а вторые концы B - на оси цилиндра в точках, полученных при крайних левых и правых положениях поршня пересечением оси поперечными плоскостями C, проходящими через внутренние края D внешних цилиндрических элементов 4 поршня на уровне их внутреннего диаметра.

Магнитожидкостное устройство для гашения колебаний работает следующим образом.

При перемещении поршня относительно корпуса возникает демпфирующее усилие, которое зависит от вязкости магнитоактивной жидкости, находящейся в кольцевых зазорах. При прохождении тока через обмотки 6 образуются магнитные потоки, основная часть которых Ф1 и Ф2 замыкается по цепи: внешний коаксиальный цилиндрический элемент 1 корпуса - внешний кольцевой зазор 8 - цилиндрический элемент 4 поршня - внутренний кольцевой зазор 8 - цилиндр 2 корпуса - внешний кольцевой зазор - внешний коаксиальный элемент 1 корпуса. Варьируя ток возбуждения в обмотках 6, можно изменять вязкость магнитной жидкости и, следовательно, величину демпфирующего усилия.

Конструктивное исполнение корпуса, поршня, переходников, а также их материал обеспечивает небольшие потоки рассеивания, а следовательно, и малую величину одностороннего магнитного усилия при несоосности элементов корпуса и поршня.

Формула изобретения

Магнитожидкостное устройство для гашения колебаний, содержащее корпус из двух жестко закрепленных коаксиальных цилиндрических элементов, внутренний из которых выполнен в виде сплошного цилиндра, с образованием открытой полости и размещенный в ней с возможностью осевого и вращательного перемещения поршень, причем зазоры между корпусом и поршнем заполнены магнитоактивной жидкостью, отличающееся тем, что цилиндрические элементы корпуса и поршень закреплены на немагнитных переходниках, а поршень выполнен в виде набора сопряженных цилиндрических элементов, представляющих собой магнитопроводы, и обмоток возбуждения магнитного поля, расположенных между последними, при этом с торцов во внутреннем цилиндрическом элементе выполнены полости, образованные вращением вокруг его оси криволинейной образующей, один конец которой лежит на торцах цилиндра, а второй - в точках пересечения оси поперечными сечениями, проходящими через внутренние края внешних цилиндрических элементов при соответствующих крайних положениях поршня.

РИСУНКИ

Рисунок 1