[发明专利]一种振动加工用磁流变液激振装置

说明书

技术领域：

本发明涉及一种磁流变液高频相变激振装置，特别是涉及一种振动加工用磁流变液激振装置及方法。

技术背景：

激振器是附加在某些机械设备上用以产生激励力的装置，是产生机械振动的重要部件。激振器能使被激物体获得一定形式和强度的振动,已广泛应用于汽车、航空航天、地震振动模拟、机电系统及其零部件性能和疲劳寿命试验，以及利用振动来实现机械捣固、破岩、压路、钻孔和勘探等。现有各类振动激振装置，按照激振形式的不同分为机械式、电动式、液压式、电致或磁致伸缩效应式和气动式等形式。各类激振装置各具特点，满足不同机械设备的需求。

机械式激振器主要分为离心式和直接作用式两类。离心式激振器的频率范围一般为5～100Hz，负载为50～10000N，直接作用式激振器的频率范围为1～200Hz，可得到很大的推力和较大的振动幅值。这类振动装置结构简单、成本低，但上限频率较低，广泛应用于各种低频振动场合。又如，专利号为CN200710098800.1(授权公告号CN101043172A，授权公告日2007年9月26日)公开了一种电磁激振器。该发明主要包括上盖、永磁体、磁芯、螺线管、盖板、胶垫、底座、振动传动杆。当螺线管不通电时，永磁体吸引振动传动杆，当螺线管中通过交变电流时候，就会改变永磁体对振动传动杆的吸引力大小，从而在磁力作用下引起振动杆的振动，振动频率随着交变电流的频率变化。该发明结构简单，但受到固有磁饱和的限制，不易获得大激振力和振动频率，且振幅位移有限。专利号200910100830.0(授权公告号CN101608965B，授权公告日2011年2月9日)公开了一种单出杆液压缸电液激振器。该发明包括2D电液激振阀、单出杆液压缸和加载对象，采用阀芯旋转和轴向双自由度设计而成。在控制阀中阀芯由伺服电机驱动旋转，使得沿阀芯台肩周向均匀开设的沟槽与阀套上的窗口相配合的阀口面积大小成周期性变化，因而使得进出液压缸活塞端面面积较大的容腔的流量大小及方向发生周期性的变化，驱动液压执行元件单出杆液压杆做周期性的往复运动， 进而带动与单出杆液压杆活塞杆相连的加载对象做来回振动。该发明能够大幅度提高电液激振频率，但是结构较为复杂。

磁流变液是当前智能材料研究的一个重要分支，也是一种具有发展前途和工程应用价值的新兴材料。磁流变液主要由磁性粒子、载液和添加剂三个部分组成。磁流变液在磁场的作用下能产生明显的磁流变效应，即在液态和固态之间进行快速可逆的转化，这种转化是在毫秒量级的时间内完成的。在该过程中，磁流变液的粘度保持连续，无级变化，整个转化过程极快，且可控能耗极小，可实现实时主动控制。随着磁流变液性能的提高和研究的发展，磁流变技术开始应用于航空航天、机械工程、汽车工程、精密加工工程、控制工程等领域。在未来的几十年里，磁流变液与磁流变器件具有很大的市场前景。因此，研究出一种磁流变液激振器有重要的意义。

发明内容：

本发明基于现有液压激振器激振频率较低的技术难题，提供了一种振动加工用磁流变液激振装置。该发明是一种将高频交变电磁场振动转化为机械振动的换能方法；是一种利用封闭容腔内磁流变液在交变磁场作用下产生固液体积变化，从而激发振动的方法；是一种利用固液相变引发体积膨胀收缩振动，并进行变幅放大的振动方法；是一种具有激振缸、变幅机构和磁流变液供液系统的装置；是一种具有激振器工况(激振振幅和频率调整等)监控的装置。

一种振动加工用磁流变液激振装置，包括激振缸、磁流变液液压系统、激振器工况监控系统；

所述的激振缸包括激振缸体、安装底板、电磁线圈、激振端盖；电磁线圈环绕于激振缸体外侧面，激振端盖与激振缸体通过螺栓连接，激振缸体通过螺栓固定安装于安装底板上；

所述的磁流变液液压系统包括磁流变液箱、过滤器、油泵、电机、单向阀、溢流阀、油压表、手动球阀、卸荷阀、温度计；磁流变液箱通过管路与过滤器入口相连，过滤器出口通过管路与油泵的进口相连，电机带动油泵运转；油泵出口通过油管与单向阀进口相连，单向阀出口与溢流阀的进口、手动球阀的进口、卸荷阀的进口相通，溢流阀的出口、卸荷阀的出口通过管路与磁流变液箱相连，手动球阀出口通过管路与激振缸体的进口相连，油压表设置在溢流阀的进口，温度计设置在磁流变液箱内；