[发明专利]一种延长磁变流液阻尼器使用寿命的活塞杆防护套筒装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种属于土木工程和机械制造领域，具体涉及一种延长磁变流液阻尼器使用寿命的活塞杆防护套筒装置，是一种减小磁变流液对阻尼器活塞杆的磨损，延长阻尼器使用寿命的机械装置。

背景技术

磁流变液阻尼器是近年发展起来的一种优秀的半主动控制装置。该装置的最大特点是利用了磁变流液在磁场作用下能在毫秒级的时间内从牛顿流体转变成具有一定屈服强度的粘塑性体的智能特性来控制磁流变液可调阻尼器的调节阀。由于磁流变液阻尼器具有结构简单、出力大、调节容易和控制效果好等特点，可克服主动控制装置费用高、能耗大和装置复杂的缺点，因此它非常适合在土木工程结构上应用，为大型土木工程结构的振动控制展现了美好的发展前景。

由于磁流变液是羰基铁粉粒子悬浮于母液中形成的混合液体，阻尼器的活塞在来回往复运动过程中，羰基铁粉粒子会对活塞杆和导向套造成巨大磨损，严重损坏阻尼器的密封特性。通过之前的研究表明，阻尼器活塞在运动时，羰基铁粉粒子会嵌入橡胶密封圈，在密封圈的固定位置与活塞杆来回摩擦，由于铁粒子的硬度较大，摩擦使得活塞杆上形成许多纵向刻痕，磁流变液就从这些刻痕中渗漏出来，阻尼器的密封功能失效。能否解决磁流变液中羰基铁粉粒子对活塞杆的磨损问题就成为保证磁流变液阻尼器长寿命的关键。

为了延长磁流变液阻尼器的使用寿命，通常从以下两方面进行研究。一方面是从阻尼器装置上加以改进，通过附加某种机械装置（如：在活塞杆表面镀硬铬、采用超音速火焰喷涂制备87WC/13Co硬质合金涂层），阻止羰基铁粉粒子与活塞杆的直接接触，从而避免了羰基铁粉粒子对活塞杆的磨损。另一方面是从材料上提高活塞杆的耐磨性能。上述两个方面对延长磁流变液阻尼器的使用寿命都有一定作用，但效果不是很理想。由于附加机械装置具有构造简单、成本增加不多、控制稳定、效能明显的优点，因此本发明也是基于附加机械装置方面进行了研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种延长磁变流液阻尼器使用寿命的活塞杆防护套筒装置，该装置能减少磁变流液对阻尼器活塞杆和导向套的磨损，延长磁变流液阻尼器的使用寿命。

本发明是这样实现的：

一种延长磁变流液阻尼器使用寿命的活塞杆防护套筒装置，包括置于磁变流液阻尼器活塞杆两侧的两套活塞杆套筒机构，所述活塞杆套筒机构的一端与导向套连接，活塞杆套筒机构的另一端与活塞杆法兰连接；

所述活塞杆套筒机构包括若干层与导向套连接的第一耐磨钢板套筒、若干层与活塞杆法兰连接的第二耐磨钢板套筒，所述第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒交错设置，在第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒交错处设置有橡胶密封圈；

两套活塞杆套筒机构通过空气孔相连通，空气孔连通了两侧活塞杆套筒机构，从而在活塞往复运动时两侧空气可以自由流通，保持两侧压强相等。空气孔数量根据活塞杆套筒机构层数、阻尼器的使用年限要求、阻尼器本身的特征进行确定。

更进一步的方案是：所述空气孔的直径等于第一耐磨钢板套筒的厚度。

更进一步的方案是：第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒的交错长度大于第一耐磨钢板套筒、第二耐磨钢板的非交错长度。

更进一步的方案是：在第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒的空隙处加入少量硅油，但不填充。

更进一步的方案是：第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒分别为2-5层，且第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒的厚度均为5mm。

更进一步的方案是：所述耐磨钢板套筒上设有沟槽，用来放置橡胶密封圈。

本发明是在常规磁变流液阻尼器的基础上附加一个活塞杆防护套筒装置，该装置中活塞杆套筒机构与导向套、活塞杆法兰联接形成刚体，从而对活塞杆有了若干层保护，形成在阻尼器导向套与活塞杆法兰之间的保护装置来解决磁变流液中羰基铁粉粒子对活塞杆的磨损，以延长磁变流液阻尼器工作寿命。该装置中橡胶密封圈确保了相邻耐磨钢板套筒（第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒）的密闭性，隔绝了活塞杆与磁变流液中羰基铁粉粒子的接触，避免了在阻尼器活塞来回运动中羰基铁粉粒子对活塞杆的磨损。在第一耐磨钢板套筒和第二耐磨钢板套筒的空隙处加入少量硅油，但不填充，在活塞往复运动时起到润滑第一、第二耐磨钢板套筒，减小第一、第二耐磨钢板套筒间摩擦力的作用。