[实用新型]基于磁流变阻尼技术的机床半主动隔振装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种隔振装置，尤其是一种基于磁流变阻尼技术的机床半主动隔振装置。

背景技术

一直以来，振动、温度与污染是影响精密、超精密数控机床加工精度的3个重要因素，而振动是影响机床加工尺寸误差和重复性的首要因素。机床的振动除了用于零件加工外，其余基本上都是有害的。机床振动将导致被加工零件表面质量和加工精度的降低、刀具使用寿命缩短，从而导致生产效率下降；同时还将带来加工系统松动、机床零件过早疲劳破坏等问题，使加工系统的安全性、可靠性降低。另外，振动产生的噪声对工人以及环境都有影响。随着现代生产技术的发展，机床行业面临着高精度、高速度、高效率和被切削材料多样化的要求，对零件的加工质量的要求也越来越高，机床的振动带来的负面效应也日益突出，因此，良好的抗振性已经成为衡量现代机床性能的重要指标之一。对基础振动进行有效隔离，是提高精密机床加工精度和表面质量的必要条件。由于被动控制装置结构简单易于实现，因而一般机床的振动隔离多采用被动控制装置。但是对于精密机床，被动控制显得有些力不从心，一者被动控制很难隔离低频振动，二者阻尼降低隔振效率但又对降低共振振幅起极大作用，被动控制无法解决此矛盾。当前，单一的被动隔振技术已无法满足机床精密加工的需求。主动减振系统可使得机床在各种不同运行状态和外界激励输入情况下，进行刚度和阻尼实时调节以取得良好的振动控制效果，但是，由于主动减振系统的复杂性、高成本和高能耗，其实用性和广泛应用受到了极大的限制。因此，研究新的技术以解决被动与主动隔振技术的不足之处，是势在必行的。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于磁流变阻尼技术的机床半主动隔振装置，减少外界震源所产生的振动对机床的干扰，以提高隔振效果，进而保证机床稳定运转，提高精密机床的加工精度和使用寿命。

本实用新型的技术方案：本实用新型基于磁流变阻尼技术的机床半主动隔振装置，包括底板和隔振平台；在底板和隔振平台之间的四个角上共固定安装有四组套筒，在每组套筒内均安装有磁流变阻尼器，磁流变阻尼器的外面套装有弹簧；在底板和隔振平台的内表面均安装有拾振传感器。

所述的套筒包括相互嵌套的上套筒和下套筒，上套筒的上底面与隔振平台用螺栓固定连接，下套筒的下底面与底板用螺栓固定连接，在下套筒的筒壁上设置有台阶；在上套筒和下套筒之间安装有直线轴承，上套筒和下套筒的水平方向通过该直线轴承进行定位，同时该直线轴承卡固在所述的台阶上，通过台阶对直线轴承进行垂直定位。

所述的磁流变阻尼器包括缸筒，在缸筒的下端通过螺纹连接有后端盖，后端盖固定在下套筒的下底面上；在缸筒内还设置有浮动活塞；在后端盖与浮动活塞之间设置有小弹簧，使得磁流变阻尼器底部形成空气补偿；浮动活塞上方为活塞头，活塞头可以上下运动，供该活塞头上下运动的空间为磁流变阻尼器活塞头行程室，活塞头上缠绕有漆包线，即缠绕线圈，活塞头的上端通过螺纹连接有活塞杆；在缸筒的上端连接有前端盖，且该前端盖通过压盖螺母套在活塞杆上，活塞杆通过螺母穿插固定在上套筒和隔振平台上。

所述的缸筒的外面套有防尘套。

所述的弹簧的上端为自由端，下端为固定端，该下端与下套筒的内底面焊接固定。

该装置还包括由依次连接的传感器信号调理电路单元、信号采集器、ARM控制器和电流驱动器组成的测控系统；传感器信号调理电路单元的另一端与拾振传感器连接；电流驱动器的另一端与磁流变阻尼器连接。

相比较现有技术，本实用新型具有以下优点：

1、由于采用嵌套形式，使整个装置分为上下部分，结构简单，便于拆装；

2、由于上套筒和下套筒采用嵌套形式，并采用了直线轴承，使整个装置只局限于上下运动，防止摇摆失稳，大大提高了装置的稳定性；

3、由于采用的磁流变阻尼器具有对阻尼力无级可调的性质，因此它具有输出的阻尼力精度高，响应速度快，振动控制范围广，控制效果明显等优点；

4、由于采用了拾振传感器实时监测机床运行过程中振动情况，测控系统基于采样的振动信号分析后，对磁流变阻尼器的输入电流进行实时调节，实现了对机床振动的反馈控制，使得机床运行时的动态特性满足精密切削加工要求；

5、由于该装置采用了平台式结构，因此便于与机床装备之间的安装。