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阻尼彈簧減震器的工作模式和原理與設(shè)計(jì)原理
【一】、阻尼減震器的工作模式和原理
阻尼減震器是依賴磁流變液自身流變特性工作的一種阻尼可控結(jié)構(gòu),阻尼減震器的出力主要取決于磁流變液的性能、阻尼減震器的大小和阻尼減震器的類型。磁流變液的流動(dòng)形式和受力狀態(tài)的不同,據(jù)此阻尼減震器工作模式可分為流動(dòng)模式(FlowMode,又稱為壓力驅(qū)動(dòng)模式)、剪切模式(ShearMode)、擠壓模式(SqueezeMode)以及這3種基本模式的任意組合。
(1)流動(dòng)模式(又稱為壓力驅(qū)動(dòng)模式,或者閥式)
這是目前為止應(yīng)用較多的一種工作模式。在兩固定不動(dòng)的極板之間布滿磁流變液,外加磁場(chǎng)通過(guò)兩極板垂直作用于兩極板之間的磁流變液,改變磁流變液的流動(dòng)性能,進(jìn)而改變推動(dòng)磁流變液流動(dòng)的活塞所受到的阻力,從而達(dá)到外加磁場(chǎng)控制阻尼力的目的。該系統(tǒng)可用于伺服控制閥,阻尼減震器和減振器等。
(2)剪切模式
剪切模式磁流變阻尼減震器的原理與流動(dòng)模式類似。在兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)的極板之間布滿磁流變液,外加磁場(chǎng)經(jīng)過(guò)極板垂直作用于兩極板之間的磁流變液,使磁流變液的流動(dòng)性能發(fā)生變化,上下極板以相對(duì)速度v做相對(duì)運(yùn)動(dòng),磁極板的運(yùn)動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)方向,達(dá)到控制阻尼力的目的。這種系統(tǒng)可用于離合器、制動(dòng)器、鎖緊裝置、機(jī)床夾具及阻尼減震器等磁流變器件。
(3)擠壓模式
擠壓模式,磁極板運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向相同,兩磁極作相對(duì)靠近或遠(yuǎn)離的運(yùn)動(dòng),相應(yīng)的磁流變液在磁極板的壓力作用下向中心或向四周流動(dòng),磁場(chǎng)方向與磁流變液體的流動(dòng)方向垂直。磁極板在相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),場(chǎng)強(qiáng)會(huì)發(fā)生變化,達(dá)到控制阻尼力目的。這種模式適合振動(dòng)峰值小的振動(dòng)控制。
阻尼減震器的工作原理可以描述為:活塞的運(yùn)動(dòng),帶動(dòng)磁流變液以較大的速度經(jīng)過(guò)缸體內(nèi)壁與活塞之間的環(huán)形間隙時(shí),使間隙兩端產(chǎn)生的壓強(qiáng)差,壓強(qiáng)差再作用在活塞兩端的截面上,便產(chǎn)生了可控的阻尼力。之所以阻尼力是可控的,磁流變液受到磁場(chǎng)的作用,流體性質(zhì)呈粘塑性狀態(tài),因此存在剪切屈服應(yīng)力。這樣改變磁場(chǎng)強(qiáng)度就可以不同的剪切屈服應(yīng)力,來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)阻尼減震器阻尼力的控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)振動(dòng)控制。
【二】、吊式彈簧減震器的設(shè)計(jì)原理
吊式彈簧減震器是用于吊裝設(shè)備的裝置減震,彈簧減震器組合原件有減震器鋼架、彈簧組合而成。下面講一下吊式彈簧減震器的設(shè)計(jì)原理,肯定減震器剛度的準(zhǔn)繩:發(fā)起機(jī)的振動(dòng)具有前后、左右、上下、橫擺。
俯仰和側(cè)傾,沿著X/Y/Z方向位移及繞三軸的旋轉(zhuǎn)等六個(gè)自在度,彈性支承布置應(yīng)該思索六個(gè)自在度,在彈性支承-減震墊布置的時(shí)候,主要應(yīng)該思索干擾力的方向,設(shè)備的重心及彈性支承布置的幾何尺寸。當(dāng)干擾力經(jīng)過(guò)設(shè)備的重心,且方向?yàn)榇怪钡臅r(shí)候。只需要將彈性支承-減震墊布置按照重心對(duì)稱布置,使彈性支承布置受力相等。當(dāng)干擾力頻率大于設(shè)備于彈性支承布置組成的隔振系統(tǒng)的固有頻率的時(shí)候,設(shè)備四周的環(huán)境取得良好的隔振效果。當(dāng)被支承物質(zhì)散布不平均,彈性支承布置無(wú)法按重心對(duì)稱散布。
吊式彈簧減震器能夠采用同一型號(hào)但剛度不同的減震墊,使離重心近的減震墊有較大的剛度,離重心遠(yuǎn)的減震墊有較小的剛度,而使各個(gè)減震墊產(chǎn)生的合反力與被支承物的重心分歧,發(fā)起機(jī)和變速器總成減震墊的穩(wěn)定性也是選擇減震墊設(shè)計(jì)計(jì)劃的重要要素,系統(tǒng)穩(wěn)定的根據(jù)是系統(tǒng)振動(dòng)模態(tài)的較小固有頻率小于某一頻率值。