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(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種彈簧，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(jié)構(gòu)的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減振彈簧。
背景技術(shù)：
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(duì) 物體起到彈力支撐作用，對(duì)于減振要求高的場(chǎng)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(duì)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(jù)所加負(fù)載的變化而調(diào)節(jié)其 特性。本實(shí)用新型利用磁吸力構(gòu)成彈簧，通過磁場(chǎng)力使支撐物體處于磁懸浮狀態(tài)，從而，有效提高減振效果；而且，通過動(dòng)子的高性能永磁體構(gòu)成了 彈簧的基本磁懸浮力，同時(shí)，通過調(diào)節(jié)安裝在定子上勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流， 可根據(jù)需要調(diào)節(jié)磁懸浮力的大??；對(duì)于突加負(fù)載則采用自帶的空氣阻尼腔 的阻尼作用減少突加負(fù)載所產(chǎn)生的振動(dòng)，使致用于減振要求高的場(chǎng)合。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型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(xiàn)有技術(shù)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(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)，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(jù)所加負(fù)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(jié)構(gòu)的空氣介質(zhì)中填充鐵磁材料粉末，使單位磁能能產(chǎn)生更大的磁懸 浮力。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)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(jié)構(gòu)， 其中央開設(shè)一腔體作為阻尼空氣腔，底部開有進(jìn)氣孔，并設(shè)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(nèi)徑相匹配，其一端 插設(shè)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(dòng)子，其為永磁體，環(huán)狀結(jié)構(gòu)，套設(shè)于罩殼內(nèi)的支撐軸上；其上還 設(shè)一導(dǎo)桿，對(duì)應(yīng)地，所述的基座上開有供該導(dǎo)桿插入的孔道.，位移傳感器， 設(shè)置于基座上孔道，并對(duì)應(yīng)該導(dǎo)桿；定子，設(shè)置于罩殼內(nèi)側(cè)、動(dòng)子外側(cè)， 其為鐵磁材質(zhì)、永磁體；動(dòng)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(lì)磁繞組，設(shè)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(lì)磁繞組，形成一閉環(huán)控制系統(tǒng)。進(jìn)一步，本實(shí)用新型還包括二個(gè)利于支撐軸轉(zhuǎn)動(dòng)的軸承，分別設(shè)置于 支撐軸與罩殼間以及基座處。軸承采用永磁環(huán)，與動(dòng)子及支撐軸的磁場(chǎng)極性配合，實(shí)現(xiàn)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(shè)一通孔，所述的軸承設(shè)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(shè)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，本實(shí)用新型所述的定子采用導(dǎo)磁率高的鋼材，動(dòng)子采用永磁磁 鋼制成。再有，所述的定子上還開設(shè)定子繞組槽，定子勵(lì)磁繞組嵌入定子繞組 槽內(nèi)。本實(shí)用新型可控式永磁磁懸浮減振彈簧的工作原理如下 動(dòng)子為永磁磁鋼，與硅鋼構(gòu)成的定子構(gòu)成磁路，利用磁阻力產(chǎn)生了彈 簧的基本磁吸力(垂直安裝產(chǎn)生磁懸浮力)，定子由導(dǎo)磁率大的鋼及勵(lì)磁 繞組構(gòu)成，勵(lì)磁電流使定子鐵心產(chǎn)生電磁力，定子磁場(chǎng)與動(dòng)子磁場(chǎng)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(dòng)定子間的吸力(磁 懸浮力)，改變勵(lì)磁繞組的勵(lì)磁電流可改變定子的勵(lì)磁狀態(tài)，從而改變動(dòng) 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(dòng)子相 聯(lián)，當(dāng)動(dòng)子上所加壓力增加，則動(dòng)子與定子錯(cuò)位，兩者之間磁吸力(磁懸 浮力)增大，當(dāng)壓力超過極限位置，則兩者之間磁吸力(磁懸浮力)減小，此時(shí)為磁懸浮失效，則依靠極限位置塑像墊付片支撐。為減小磁路中的磁阻，以提高單位磁能的磁效率，本實(shí)用新型在動(dòng)子 與定子之間填充了鐵磁材料粉末，這就成倍提高動(dòng)子與定子兩者之間的磁 吸力(磁懸浮力)。為減小突加負(fù)載所產(chǎn)生的振動(dòng)，在動(dòng)子行程上安裝了空氣阻尼腔，通 過空氣腔內(nèi)的壓縮空氣以克服突加負(fù)載所產(chǎn)生的振動(dòng)。為控制磁吸力需要控制定子繞組的電流，為此，設(shè)置了動(dòng)子位置傳感 器、電磁控制器。本實(shí)用新型的有益效果本實(shí)用新型當(dāng)垂直安裝時(shí)，動(dòng)子與定子之間產(chǎn)生磁吸力(磁懸浮力)， 由于動(dòng)子與定子之間的磁懸浮結(jié)構(gòu)，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(chǎn)生的振動(dòng)，從而有效地抑制了振動(dòng)。同時(shí)，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(lì)磁 繞組的勵(lì)磁電流可改變定子的勵(lì)磁狀態(tài)，從而改變動(dòng)定子間的吸力(磁懸 浮力)，可有效地調(diào)節(jié)彈性特性。另外，由于安裝了動(dòng)子位置傳感器，與 控制器構(gòu)成閉環(huán)控制，可有效地提高控制性能。由于本實(shí)用新型在動(dòng)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(dòng)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(dòng)子磁鋼的底部，同時(shí)，把磁吸力 (磁懸浮力)最大點(diǎn)設(shè)置為極限位置，這樣就避免了壓力超過極限時(shí)所引 起的沖擊。由于在動(dòng)子聯(lián)軸的行程上設(shè)置了空氣阻尼腔，通過空氣阻尼腔內(nèi)的壓 縮空氣有效克服了突加負(fù)載所產(chǎn)生的振動(dòng)，減小了突加負(fù)載所產(chǎn)生的振動(dòng)。


圖4為本實(shí)用新型另外一實(shí)施例的示意圖。
具體實(shí)施方式
參見圖1、圖2，本實(shí)用新型的帶空氣阻尼腔的可控式永磁磁懸浮減 振彈簧，包括，基座K支撐軸2、罩殼3、動(dòng)子4、定子5、定子勵(lì)磁繞 組6、電磁控制器7;基座1，柱體結(jié)構(gòu)，其中央開設(shè)一腔體作為阻尼空氣腔100，底部開 有進(jìn)氣孔101，并設(shè)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(nèi)徑相匹配，其一端插設(shè)于基座阻尼空氣腔 100，且該端部設(shè)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(shè)一通孔，并分別設(shè)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(dòng)子4，其為永磁體，環(huán)狀結(jié)構(gòu)，套設(shè)于罩殼1內(nèi)的支撐軸2上；其上還設(shè)一導(dǎo)桿ll，對(duì)應(yīng)地，所述的基座1上開有供該導(dǎo)桿11插入的孔道102;位移傳感器12，設(shè)置于基座1上孔道102端口，并對(duì)應(yīng)該導(dǎo)桿ll,所述的位移傳感器12采用直線光柵傳感器；定子5，設(shè)置于罩殼l內(nèi)側(cè)、動(dòng)子4外側(cè)，其為鐵磁材質(zhì)、永磁體；動(dòng)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(shè)定子繞組槽；定子勵(lì)磁繞組6，嵌入該定子繞組槽內(nèi)；電磁控制器7，分別電性連接位移傳感器12和定子勵(lì)磁繞組6，形成 一閉環(huán)控制系統(tǒng)，電磁控制器7為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。本實(shí)用新型所述的定子5采用導(dǎo)磁率高的鋼材，動(dòng)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(lì)磁繞組6采用直流勵(lì)磁，電磁控 制器7、位移傳感器12和定子勵(lì)磁繞組6，形成一閉環(huán)控制系統(tǒng)，電磁控 制器7根據(jù)位移傳感器12反饋的信號(hào)控制定子勵(lì)磁繞組6。再請(qǐng)參見圖4，本實(shí)用新型另一實(shí)施例，在該實(shí)施例中本實(shí)用新型所 述的軸承15采用永磁環(huán)，與動(dòng)子4及支撐軸2的磁場(chǎng)極性配合，實(shí)現(xiàn)軸 與軸承間的磁懸浮。
權(quán)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(jié)構(gòu)，其中央開設(shè)一腔體作為阻尼空氣腔，底部開有進(jìn)氣孔，并設(shè)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(nèi)徑相匹配，其一端插設(shè)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(dòng)子，其為永磁體，環(huán)狀結(jié)構(gòu)，套設(shè)于罩殼內(nèi)的支撐軸上；其上還設(shè)一導(dǎo)桿，對(duì)應(yīng)地，所述的基座上開有供該導(dǎo)桿插入的孔道；位移傳感器，設(shè)置于基座上孔道，并對(duì)應(yīng)該導(dǎo)桿；定子，設(shè)置于罩殼內(nèi)側(cè)、動(dòng)子外側(cè)，其為鐵磁材質(zhì)；動(dòng)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(lì)磁繞組，設(shè)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(lì)磁繞組，形成一閉環(huán)控制系統(tǒng)。
2. 如權(quán)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(gè)利于支撐軸滑動(dòng)的軸承，分別設(shè)置于支撐軸與罩 殼間以及基座處。
3. 如權(quán)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(shè)一 通孔，所述的軸承設(shè)置于該通孔處。
4. 如權(quán)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(huán)，與動(dòng)子及支撐軸的磁場(chǎng)極性配合， 實(shí)現(xiàn)軸與軸承間的磁懸浮。
5. 如權(quán)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(quán)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(shè)置于基座上孔道端口。
7. 如權(quán)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(quán)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(shè)定子繞組槽，定子勵(lì)磁繞組嵌入該定子繞 組槽內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求1或8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(dǎo)磁率高的鋼材，動(dòng)子采用永磁磁鋼制成。
10. 如權(quán)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。
專利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(jié)構(gòu)，其中央開設(shè)一腔體作為阻尼空氣腔；支撐軸，其一端插設(shè)于阻尼空氣腔；罩殼，固定于基座；動(dòng)子，設(shè)于支撐軸上；其上設(shè)導(dǎo)桿，基座上開有孔道；位移傳感器，設(shè)于基座上孔道端口并對(duì)應(yīng)導(dǎo)桿；定子，設(shè)于動(dòng)子外側(cè)；動(dòng)子與定子之間保持間隙，間隙中填充鐵磁材料粉末；定子勵(lì)磁繞組，設(shè)于定子上；電磁控制器，分別電性連接位移傳感器和定子勵(lì)磁繞組，形成一閉環(huán)控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型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(shí)，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(jù)所加負(fù)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(hào)F16F6/00GK201218298SQ20082015077
公開日2009年4月8日 申請(qǐng)日期2008年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月11日
發(fā)明者丁立軍, 浩 馮, 曹文明 申請(qǐng)人:嘉興學(xué)院;丁立軍