專利名稱：阻尼器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是申請?zhí)枮?00410075501. 2的分案申請，涉及阻尼器，尤其是車輛 懸掛系統(tǒng)的減震器和建筑結(jié)構(gòu)的減纟展耗能阻尼器。
背景技術(shù)：
阻尼器是一種應(yīng)用廣泛的振動控制基本元件，用于機械、交通工具、橋梁、 建筑結(jié)構(gòu)的減振、緩沖、耗能。
常見的阻尼器為液壓油缸式，活塞相對于油缸僅在軸向相互運動，稱之為 單軸阻尼器，其由動體、動體桿、缸體和密封組成，動體一般為圓柱形，動體 設(shè)有若干小孔或與缸體之間留有適當徑向間隙，動體將油缸分為兩動體腔，動 體腔內(nèi)充有液壓油或粘度稍高的粘滯液體，如石圭油，當動體相對于油缸運動時， 密閉于受壓一側(cè)動體腔內(nèi)的液體受擠壓，壓力升高，從動體間隙或小孔流到另 一動體腔，兩動體腔壓力差形成對動體的運動阻力，做功，將機械能轉(zhuǎn)化為熱 能，從而達到吸收外界能量的目的，因此可廣泛應(yīng)用于減震、緩沖、耗能的場 合，如車輛懸掛系統(tǒng)和建筑消能減震。
這種阻尼器經(jīng)過幾十年的不斷改進，已很完善。但由于構(gòu)造方面的原因， 具有天生的缺陷1)由于密封與活塞桿以及和活塞和阻尼缸的靜摩擦和滑動摩 擦，啟動阻力較大，在小振幅作用時，阻尼力與速度相關(guān)性較差，致使理論計 算復(fù)雜，誤差較大；2)必須采用嚴密的密封，但密封件容易磨損或老化， 一旦 密封失效，壓力差無法建立，阻尼性能就會迅速喪失；3)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜、數(shù)量 多、加工精度要求高，因此造價高；4)阻尼性能對加工精度、零件的可靠性比 較敏感， 一旦重要零件如閥門失效，阻尼性能迅速下降或失效；5)阻尼液體通 過小孔節(jié)流時局部受高壓剪切，瞬時發(fā)熱升溫較高，長期作用下容易老化，導(dǎo) 致阻尼器失效；6)阻尼液體中沉淀物和磨損顆粒物影響阻尼參數(shù)，并加速阻尼 器破壞；由于以上原因，這種形式的減震器，除了高質(zhì)量的名牌產(chǎn)品外，普遍 壽命較低，低檔的汽車減震器甚至每半年就更換一次，造成大量的資源浪費， 污染環(huán)境。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了克服上述缺陷，提供一種采用新型原理和新型結(jié)構(gòu)
的單軸阻尼器，使其具有阻尼特性柔和、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、性能穩(wěn)定、壽命 長等優(yōu)點，容易再生，環(huán)保的特點。
本發(fā)明是如下實現(xiàn)的
一種阻尼器，包括缸體和動體，動體至少部分地位于缸體內(nèi)，缸體內(nèi)設(shè)有 至少一個沿軸向延伸的腔室，該腔室內(nèi)充有粘滯阻尼液體，形成阻尼腔室，其 特征在于動體由設(shè)置在阻尼腔室內(nèi)的動葉片組成，動葉片與阻尼腔室壁構(gòu)成剪 切腔，剪切腔的厚度尺寸遠小于其軸向尺寸，在阻尼腔室內(nèi)或與阻尼腔室連通 的補償腔室內(nèi)設(shè)置彈性補償體。
動體運動時阻尼腔室的凈體積隨之變化，因此在阻尼器至少一處設(shè)有體積 補償裝置。體積補償裝置為設(shè)置在阻尼腔室內(nèi)的至少一個彈性補償體；體積補 償裝置包括一與阻尼腔室連通的體積補償腔室，體積補償腔室內(nèi)設(shè)有一個或若 干彈性補償體；彈性補償體為一充氣氣囊，或一外表面設(shè)有氣密彈性層的彈性 發(fā)泡體；在于體積補償裝置為一彈性氣嚢，其一側(cè)與阻尼腔室連通，另一側(cè)充 有壓縮氣體，或設(shè)有彈性發(fā)泡體，或設(shè)有壓縮彈簧。
為了使葉片之間的間距在運動時保持不變，以及動體相對于缸體僅做軸向 相對運動，在動體與缸體之間設(shè)有軸向?qū)蜓b置，軸向?qū)蜓b置為滑動導(dǎo)向或 彈性導(dǎo)向。
為了在同樣的外形尺寸下獲得更大的阻尼力，缸體的阻尼腔室內(nèi)設(shè)置至少 一個沿軸向延伸的靜葉片，將阻尼腔室分為若干相互連通或互不連通的子阻尼 腔室，動葉片對應(yīng)地設(shè)置在子阻尼腔室內(nèi)，動葉片與子阻尼腔室壁或靜葉片構(gòu) 成剪切腔，剪切腔的厚度尺寸遠小于其軸向尺寸。阻尼腔室或剪切腔有多個， 相互之間平行排列，或同心排列，或者多個腔室同心排列然后平行排列；此外 還可以在動葉片上設(shè)置凹凸、通孔、楞條、或環(huán)片，用于調(diào)節(jié)阻尼液體流動擾 力。為順利實現(xiàn)動體相對于缸體僅做軸向相對運動，也可以在動葉片與靜葉片 之間設(shè)置軸向?qū)颉?br> 動葉片的形狀為管狀、或柱狀、或板狀，其外表面橫截面的形狀可以是圓、 橢圓、或多邊形，其中以同心的圓管或方管最為優(yōu)先。
本阻尼器并非一定需要密封，如果阻尼器基本在鉛垂向工作，阻尼腔室開 口向上，或傾斜角度不大，可以不用密封，或僅作防塵密封。如果阻尼腔室開 口向下，或傾斜角度較大時，在動體與缸體之間應(yīng)設(shè)置密封裝置；密封裝置可 以是滑動密封，如采用彈性密封圈，0型密封圈，也可以是柔性密封，如橡膠密
封、金屬波紋管密封；
為了使阻尼器的阻尼大小可以調(diào)節(jié)，設(shè)有阻尼液體液位調(diào)節(jié)裝置和阻尼液 體灌注孔。
為了進一步增大阻尼器的阻尼，粘滯剪切阻尼器中還可以集成一個液壓式 阻尼器，即在一個動葉片上設(shè)有活塞，活塞與其相鄰的動葉片之間設(shè)有滑動密
封，構(gòu)成兩個活塞腔室；活塞與其相鄰的動葉片之間設(shè)有適當間隙，或設(shè)有若 干截流小孔。
阻尼器的兩端設(shè)置法蘭聯(lián)接、銷孔聯(lián)接，或在缸體和動體的外表面設(shè)置錨固 連接筋。
粘滯阻尼液體為磁控流變液體，或電壓控流變液體，或粘度較高的阻尼液 體，如硅油，或甲級硅油，或聚異丁烯，或常溫下為液態(tài)的改性瀝青。
阻尼器工作時，動體在外部載荷作用下相對于缸體沿軸向運動，動葉片相 對于缸體相對運動，剪切動葉片兩側(cè)剪切腔室內(nèi)的粘滯液體，由于粘滯液體的 粘性，產(chǎn)生一阻礙動葉片運動的粘滯阻力，該粘滯阻力總是與運動方向相反， 而且運動速度越大，阻力越大，從而消耗外力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為熱能。
與液壓阻尼器相比，本發(fā)明所述阻尼器不靠小孔或間隙節(jié)流形成的壓力差 產(chǎn)生運動阻力，而是剪切腔內(nèi)高粘度的阻尼液體在對動葉片產(chǎn)生的粘滯力形成 運動阻力，因此阻尼腔室內(nèi)的壓力較低，對于阻尼腔室開口高于阻尼液體最高 位置的工況，阻尼器無需密封，只有阻尼腔室開口低于阻尼液最高位置時，或 阻尼器有防塵要求時才需密封；導(dǎo)向裝置也無須特別精密，因此活塞桿與缸體 的摩擦力很小，啟動阻力較小，阻尼力與速度是一連續(xù)光滑的指數(shù)函數(shù)，設(shè)計 時可以計算精確，與實際誤差較小；本發(fā)明所述阻尼器結(jié)構(gòu)簡單、無精密部件， 因此造價低，性能穩(wěn)定、工作可靠；無磨損部件，因此基本無需維修、壽命長， 檢修后可以繼續(xù)使用，具有可再生特性，環(huán)保。


圖1為本發(fā)明實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖2為圖1的A-A截面圖3為本發(fā)明實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖4為圖3的A-A截面圖之一；
圖5為圖3的A-A截面圖之二；
圖6為圖3的A-A截面圖之三； 圖7為本發(fā)明實施例3的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8為圖7的A-A截面圖之一； 圖9為圖7的A-A截面圖之二； 圖IO為本發(fā)明實施例4的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖11為圖10的A-A截面圖之一； 圖12為圖10的A-A截面圖之二； 圖13為本發(fā)明實施例5的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖14為本發(fā)明實施例6的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖15為本發(fā)明實施例7的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖16為圖15的A-A截面圖。
具體實施例方式
實施例1
參見圖1、 2，其包括動體1和缸體2，動體1部分地位于圓筒形缸體2內(nèi)， 可以相對缸體2作軸向運動，缸體內(nèi)i殳有一個沿軸向延伸的阻尼腔室，阻尼腔 室內(nèi)充滿粘滯阻尼液體3，此處為常溫下為粘稠液態(tài)的改性乳化瀝青，動體l由 一圓柱形的動葉片組成，動葉片位于阻尼腔室之中，與阻尼腔室壁構(gòu)成剪切腔， 剪切腔的徑向尺寸遠小于其軸向尺寸。缸體的端部設(shè)置缸蓋2d，缸蓋與動葉片 滑動導(dǎo)向配合，缸蓋內(nèi)嵌有滑動密封圈5a,動葉片的端部固定滑動導(dǎo)向塊4b, 其呈十字狀，允許阻尼液體流過，阻尼腔室內(nèi)設(shè)有一體積補償體6a,其為一充 氣氣嚢，動葉片向外運動時，阻尼腔室凈體積增大，形成負壓，小于氣嚢內(nèi)部 壓力，因此氣嚢膨脹，補償動體退出阻尼腔室騰出的體積，防止阻尼液體內(nèi)部 出現(xiàn)真空，動葉片向內(nèi)運動時，情況相反，氣嚢壓縮。
阻尼器工作時，動葉片l相對于缸體2軸向運動，剪切動葉片l周圍剪切 腔室內(nèi)的粘滯液體，由于粘滯液體的粘性，產(chǎn)生一阻礙動葉片運動的粘滯阻力， 該粘滯阻力總是與運動方向相反，而且運動速度越大，阻力越大，從而消耗外 力做功，將機械能轉(zhuǎn)化為熱能。
與液壓阻尼器相比，本發(fā)明所述阻尼器不靠小孔或間隙節(jié)流形成的壓力差 形成運動阻力，而是依靠剪切腔內(nèi)高粘度的阻尼液體對動葉片產(chǎn)生的粘滯力形 成運動阻力，因此阻尼腔室內(nèi)的壓力較低，因此動體與缸體的摩擦力很小，啟
動阻力較小，阻尼力與速度是一連續(xù)光滑的指數(shù)函數(shù)，設(shè)計時可以計算精確， 與實際誤差較小；本發(fā)明所述阻尼器結(jié)構(gòu)簡單、無精密部件、魯棒性強，因此
造價低，性能穩(wěn)定、工作可靠；磨損部件少，因此維修少、壽命長，檢修后可 以繼續(xù)使用，具有可再生特性，環(huán)保。 實施例2
參見附圖3、 4，與實施例l相比，在缸體2中心設(shè)有一圓柱形靜葉片2a, 將阻尼腔室變?yōu)橐画h(huán)形阻尼腔，與此對應(yīng)，動體1的動葉片為管狀，動葉片位 于阻尼腔室之中，與阻尼腔室壁和靜葉片2a構(gòu)成剪切腔，阻尼腔室和剪切腔室 內(nèi)充滿曱基硅油，剪切腔的橫向尺寸遠小于其軸向尺寸，阻尼腔室的下部設(shè)有一 環(huán)狀彈性補償體6b，動體頂部阻尼腔室設(shè)置彈性補償體6b,彈性補償體6b為 一外部設(shè)有氣密彈性層的彈性發(fā)泡聚氨酯。
與實施例1相比，本實施例的動葉片有內(nèi)外兩個粘滯剪切腔室，葉片運動 時有兩個粘滯剪切面，增大了粘滯阻力；動葉片的上下設(shè)有兩個相同的導(dǎo)向塊 4b,其橫截面形狀為花鍵狀，花鍵齒用于導(dǎo)向，齒間空隙允許阻尼液體流過， 齒間的環(huán)片還可適當液體流過的阻力，從而增大阻尼。
與前述實施例相比，缸蓋上不設(shè)滑動密封，而是設(shè)柔性氣密密封，柔性密 封為硫化在缸蓋上的橡膠環(huán)，其內(nèi)側(cè)硫化有金屬環(huán)，金屬環(huán)與動體焊接，缸蓋與 缸體螺栓聯(lián)接，聯(lián)接面之間設(shè)有密封墊片，保證阻尼液體不泄漏。由于橡膠有 很好的剪切彈性，可以在允許動體作軸向運動同時又能很好地將阻尼液體密封， 因此沒有密封摩擦阻力，也不會磨損；導(dǎo)向裝置因為不再需要兼顧密封要求，也 無須特別精密，允許留有適當徑向間隙，因此也不會因磨損失效，動體與缸體的 摩擦很小，阻尼器啟動阻力也很小。本發(fā)明所述阻尼器結(jié)構(gòu)筒單、無精密部件， 魯棒性強，因此造價低，性能穩(wěn)定、工作可靠；無磨損部件，因此基本無需維 修、壽命長，檢修后可以繼續(xù)使用，具有可再生特性，環(huán)保。
本密封結(jié)構(gòu)適合振幅和行程較小的工況，如果行程較大或振幅較大，可用金 屬波紋管替代橡膠環(huán)。
上述缸體和動葉片的截面為同心圓，靜葉片截面為圓；實際中，參見圖5、 6, 截面形狀也可以是缸體和動葉片的截面采用同心六楞管，靜葉片截面為一平板； 或者，缸體和動葉片的截面采用橫截面為同心跑道形的鋼管，靜葉片截面為一 平板，這種結(jié)構(gòu)可以使阻尼器的寬度大于厚度，便于隱藏于墻體內(nèi)。因此本阻 尼器特別適合于建筑消能能阻尼器，因為夾墻的厚度有限。
實施例3
參見附圖7、 8,與實施例2相比，缸體2內(nèi)的阻尼腔室內(nèi)的靜葉片為園管 狀2c，動體1由2個圓管狀動葉片組成，形成3個同心相套的剪切腔，阻尼腔 室的下部設(shè)有一環(huán)狀彈性補償體6b,彈性補償體為一外部設(shè)有氣密彈性層的彈 性發(fā)泡聚氨酯。動體頂部設(shè)有一補償腔室，補償腔室內(nèi)設(shè)有氣密彈性膜6c,其 一側(cè)充有壓縮空氣， 一側(cè)充滿阻尼液體，并與阻尼腔室連通，用以補償阻尼腔 室的體積變化；為了增大粘滯阻力，內(nèi)層動葉片的端部也設(shè)置了翻邊式擾流環(huán) 片。
本實施例共有3個粘滯剪切腔，可以產(chǎn)生更大的阻尼力。 上述缸體、動葉片和靜葉片的截面為同心圓；實際中，參見圖9，截面形狀 也可以是同心的矩形。
與前述實施例相比，阻尼器設(shè)柔性氣密密封，柔性密封為一橡膠波紋套5c, 其兩端硫化有法蘭盤，法蘭盤分別與動體和缸蓋2d螺栓聯(lián)接，聯(lián)接面之間設(shè)有 密封墊片，保證阻尼液體不泄漏；導(dǎo)向裝置無須特別精密，允許留有適當徑向 間隙，因此動體與缸體的摩擦也很小，阻尼器啟動阻力也很小。 實施例4
參見圖10、 11,與實施例2相比，缸體2內(nèi)的阻尼腔室由截面為十字形靜葉 片2 e分割為四個子阻尼腔室，四個截面為矩形的動葉片分別位于子阻尼腔室內(nèi)， 四個板狀的靜葉片2b又分別分布在動葉片內(nèi)。這樣形成8個粘滯剪切腔，可以 產(chǎn)生更大的阻尼力；缸體上設(shè)有調(diào)整阻尼液體液面的灌裝孔和排液孔，并設(shè)有 絲堵。
參見圖12,截面為矩形管的動葉片內(nèi)交錯設(shè)置靜葉片和動葉片，構(gòu)成若干平 行的剪切腔室，結(jié)構(gòu)簡單，容易制作。
本實施例適合組裝成為大型阻尼器，只要增加并排的阻尼腔室的組數(shù)，就 可獲得相應(yīng)倍數(shù)的阻尼力；本實施例阻尼腔室開口向上，阻尼液體的液面位于 缸體的上沿之下，沒有密封也不會泄漏，照常工作，所示密封主要用于防塵目 的。
實施例5
參見附圖13，相對實施例l，阻尼腔室內(nèi)阻尼液體為^茲控流變液體，缸體和
動葉片由導(dǎo)磁材料制成，缸體外壁上設(shè)有電磁線圈8。調(diào)節(jié)磁場的強度，可以調(diào) 節(jié)磁流變液體的粘度，從而調(diào)節(jié)阻尼力的大小，本實施例適用于需要根據(jù)路況 調(diào)節(jié)阻尼的應(yīng)用場合，尤其是汽車懸掛系統(tǒng)的阻尼器。
實施例6
參見附圖14,與實施例5相比，阻尼腔室內(nèi)阻尼液體為電壓控流變液體，缸 體中心靜葉片上設(shè)有正電極9，缸體內(nèi)壁設(shè)有負電極10,正負電極均與阻尼器 外露部分絕緣。調(diào)節(jié)電場的強度，可以調(diào)節(jié)電壓控流變液體的粘度，從而調(diào)節(jié) 阻尼力的大小，本實施例適用于需要根據(jù)路況調(diào)節(jié)阻尼的應(yīng)用場合，尤其是汽 車懸掛系統(tǒng)的阻尼器。 實施例7
參見附圖15和圖16,與實施例2相比，在靜葉片2a上設(shè)有活塞11,靜葉 片與其相鄰的動葉片1之間設(shè)有滑動密封導(dǎo)向環(huán)4c，構(gòu)成兩個活塞腔室，由于 阻尼液體的粘度比普通液壓式阻尼器高得多，所以該密封導(dǎo)向配合不必像普通 液壓式阻尼器的密封那樣精密，可以留有間隙，活塞與動葉片之間也可以留有 適當間隙和若干節(jié)流小孔，動葉片作軸向運動時，兩活塞腔室的壓力差形成一 阻尼力，動葉片剪切其外側(cè)剪切腔室的阻尼液體也產(chǎn)生一粘滯運動阻尼力，靜 葉片與阻尼腔室內(nèi)的粘滯液體的粘滯剪切力還產(chǎn)生一阻尼力，因此本阻尼器在 相同體積內(nèi)可產(chǎn)生更大的阻尼力。
在動體和缸體之間也設(shè)有柔性氣密密封5b，由于橡膠環(huán)的長度較大，本身 具有導(dǎo)向作用，故可省去一個導(dǎo)向塊4b。
在缸體2和動體1的外表面，分別焊有錨固鋼筋12。
由于本阻尼器無精密部件，魯棒性很強，抗破壞和抗過載能力非常強，又 采用了柔性氣密密封和錨周鋼筋，所以本阻尼器可以預(yù)埋于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)之 中，例如將其預(yù)埋于水庫大壩分段壩體之間的結(jié)構(gòu)縫之處，地震時可以充分消 耗地震能量，減少壩體的振幅和結(jié)構(gòu)縫的開裂度,保證大壩安全。
權(quán)利要求
1.一種阻尼器，其包括缸體和動體，動體至少部分地位于缸體內(nèi)，缸體內(nèi)設(shè)有至少一個沿軸向延伸的腔室，該腔室內(nèi)充有粘滯阻尼液體，形成阻尼腔室，其特征在于動體由設(shè)置在阻尼腔室內(nèi)的動葉片組成，動葉片與阻尼腔室壁構(gòu)成剪切腔，剪切腔的厚度尺寸遠小于其軸向尺寸，在阻尼腔室內(nèi)或與阻尼腔室連通的補償腔室內(nèi)設(shè)置彈性補償體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻尼器，其特征在于彈性補償體為由氣密彈性材料制 成的氣嚢或金屬波紋結(jié)構(gòu)，其內(nèi)充有壓縮空氣、或設(shè)有彈性發(fā)泡體或彈簧。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器，其特征在于缸體的阻尼腔室內(nèi)設(shè)置至少一個 沿軸向延伸的靜葉片，將阻尼腔室分為若干相互連通或互不連通的子阻尼腔 室，動葉片對應(yīng)地設(shè)置在子阻尼腔室內(nèi)，動葉片與子阻尼腔室壁或靜葉片構(gòu) 成剪切腔，剪切腔的厚度尺寸遠小于其軸向尺寸。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻尼器，其特征在于阻尼腔室或剪切腔有多組，并列 平行排列；或有多組同心分布；或由多組同心腔室平行排列。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器，其特征在于動葉片或靜葉片至少之一為管狀、 柱狀、或板狀；且上設(shè)有凹凸、通孔、楞條、或環(huán)片。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器，其特征在于缸體與動體之間設(shè)有軸向?qū)蜓b 置。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻尼器，其特征在于粘滯阻尼液體為磁控流變液體， 或電壓控流變液體，或粘度較高的阻尼液體。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的阻尼器，其特征在于缸體與動體之間采用彈性氣密密 封聯(lián)結(jié)，其由氣密的彈性材料或金屬波紋管組成，兩端分別與缸體和動體氣 密連接。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器，其特征在于阻尼器上設(shè)置阻尼液體液位調(diào)節(jié) 裝置，即在缸體上設(shè)置調(diào)整阻尼液體液面的灌裝孔和排液孔，并設(shè)有絲堵。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的阻尼器，其特征在于，在動靜葉片的至少一個葉片上 設(shè)有活塞，活塞與其相鄰的葉片之間設(shè)有滑動密封，以及適當間隙或若干截 流小孔，構(gòu)成兩個活塞腔室。
全文摘要
本發(fā)明涉及阻尼器。其包括缸體和動體，動體至少部分地位于缸體內(nèi)，缸體內(nèi)設(shè)有至少一個沿軸向延伸的腔室，該腔室內(nèi)充有粘滯阻尼液體，形成阻尼腔室，其特征在于動體由設(shè)置在阻尼腔室內(nèi)的動葉片組成，動葉片與阻尼腔室壁構(gòu)成剪切腔，剪切腔的厚度尺寸遠小于其軸向尺寸，在阻尼腔室內(nèi)或與阻尼腔室連通的補償腔室內(nèi)設(shè)置彈性補償體。本發(fā)明具有阻尼特性柔和、結(jié)構(gòu)簡單、造價低、性能穩(wěn)定、壽命長、容易再生，環(huán)保的特點。
文檔編號F16F9/14GK101173703SQ20071018643
公開日2008年5月7日 申請日期2004年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月11日
發(fā)明者尹學(xué)軍 申請人:尹學(xué)軍;隔而固(青島)減振技術(shù)有限公司