一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115823172A(43)申请公布日2023.03.21(21)申请号202211516063.3(22)申请日2022.11.30(71)申请人姜堰经济开发区科创中心地址225500江苏省泰州市姜堰经济开发区管理委员会姜堰大道88号(72)发明人李增强刘新华(74)专利代理机构徐州先卓知识产权代理事务所(普通合伙)32555专利代理师于浩(51)Int.Cl.F16F9/53(2006.01)F16F9/32(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器(57)摘要本发明公开了一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器，包括超精密机床支撑柱（1）、磁流变液阻尼器（2）、精密气浮（3）和超精密机床主体（4）；所述四个超精密机床支撑柱（1）支撑着超精密机床主体（4），超精密机床支撑柱（1）里面由磁流变液阻尼器（2）、精密气浮（3）构成；本发明可以根据外部干扰的情况实时控制线圈的个数和输入电流的大小，从而迅速地改变磁流变液的阻尼系数，即可以快速地减少外部振动对机床的影响，因此可以进一步提高超精密机床的加工精度。CN115823172ACN115823172A权利要求书1/1页1.一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器，其特征在于：磁流变液阻尼器（2）包括磁流变液阻尼器主体（21）、励磁系统（22）、阻尼器基座（23），所述磁流变液阻尼器主体（21）和励磁系统（22）共同焊接在阻尼器基座（23）上，阻尼器基座（23）通过螺栓固定在超精密机床支撑柱（1）上；所述的磁流变液阻尼器主体（21）包括阻尼器推杆（31）、阻尼器端盖（32）、阻尼器外壳（33）、密封圈（34）、弹簧（35）以及活塞头（36）；所述阻尼器推杆（31）末端为活塞头（36），阻尼器端盖（32）螺栓连接在阻尼器外壳（33）上，密封圈（34）设置在阻尼器推杆（31）和阻尼器外壳（33）之间，弹簧（35）在阻尼器外壳（33）的底部；所述的励磁系统（22）包括硅钢片（41）、线圈（42）、线圈圆柱（43）；所述线圈（42）缠绕在硅钢片（41）上组成螺线管，多个螺线管安装在线圈圆柱（43）内；其中，磁流变液充满阻尼器外壳（33）与活塞头（36）之间的空隙内；所述励磁系统（22）在阻尼器外壳（33）表面由上而下呈4层分布状态，每层为8个磁极组成的阵列；根据位移传感器分析外部激励的情况，调节励磁系统（22）内的线圈（42）的电流大小，产生的磁场从硅钢片（41）发出，穿过阻尼器外壳（33），迅速地改变对应部位磁流变液的流变性质，增大阻尼，迅速吸收能量，减小其对机床的影响。2.根据权利要求1所述的一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器，其特征在于：所述的磁流变液阻尼器主体（21）中的阻尼器推杆（31）顶部铰接在超精密机床支撑柱（1）上。3.根据权利要求1所述的一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器，其特征在于：所述的励磁系统（22）一共为32个磁极：根据不同活塞头（36）的位移大小与频率触发与之对应的磁极，来减少振动，提高阻尼器应用的范围：小振动幅值，高频率时，打开与活塞头（36）对应的磁极，根据具体的幅值大小调节电流；大振动幅值突然激励时，将所有的磁极打开，提供大阻尼，迅速吸收能量。4.根据权利要求1所述的一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器，其特征在于：所述的线圈圆柱（43）采用不锈钢1Cr18Ni9Ti，不仅可以安装螺线管，还可以改变磁感线分布，流体间隙的磁场充足，节省能耗，减少不必要的发热。2CN115823172A说明书1/4页一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器技术领域[0001]本发明涉及机床减震的设计领域，具体为一种超精密机床减震用磁流变液阻尼器。背景技术[0002]机床向来被誉为“工业母机”，是制造机器的机器，其重要性毋庸置疑。机床是整个装备制造业的核心生产基础，尤其是超高精度机床、五轴高档数控机床等顶级机床，其技术水平直接反映了一个国家制造业的整体竞争力。[0003]制造业无论哪个领域都无法脱离高精度机床，大到国防武器、航空航天、航母舰船的关键零部件，小到手表齿轮、各类精密仪器等，莫不如是。近些年来，中国智能制造崛起，航空工业、自主航母、高新产业迅猛发展，制造业的每一次飞跃，都离不开机床制造精度的提升。今天的工业生产中，柔性制造、高效、精密等新标准被不断地推向新高度，都对超高精度机床提出了更高的要求。[0004]因此，为提高超精密机床的加工精度和稳定性，将使用磁流变液作为阻尼材料：在无外加磁场时，磁流变液表现为流动良好的牛顿流体，但在外加磁场作用下，流体的流变特性发生巨大变化，其黏度可在10ms内增加几个数量级，并呈现类似固体的力学性质，且流变特性是连续可逆的，即去掉磁场