專利名稱：磁流變液軟啟動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及磁流變液軟啟動裝置，尤其適用于大功率設備的可控起動，也適用于調節(jié)多個電動機驅動單臺設備時的功率分配，還適用于對機構的過載保護。
背景技術：
機械裝置一般是直接通電啟動，在啟動的時候極易產(chǎn)生機械沖擊，對機械裝置的壽命影響較大，同時啟動電流是額定工作電流的6～8倍，造成供電系統(tǒng)負荷過大。常見的軟啟動裝置是液力耦合器，但由于它本身工作時必須有滑差，效率不高于97％，同時電機啟動電流也較大。美國專利US005896965，Magnetorheological fluidfan clutch(磁流變扇形離合器)，公布了一種磁流變單盤式離合器，它引入新型智能材料磁流變液作為動力傳遞媒介，通過電磁線圈產(chǎn)生的磁場改變其流變特性，可控制傳遞的轉矩，不足之處是僅能用于傳遞小轉矩場合。美國專利US005779013，US6745879B1，Torque transfer apparatus using magnetorheological fluids(磁流變液轉矩傳遞裝置)，公布了一種磁流變多盤式轉矩傳遞裝置，用多盤式代替單盤式，有多個圓盤徑向間隙里的磁流變液參與工作，能傳遞轉矩不大，散熱考慮不夠。美國第4898266和4898267專利，它們提出一種粘性流體聯(lián)軸器，其中通過改變作用在裝有電粘性流體的操作室里的靜電場而改變粘性流體聯(lián)軸器力矩的傳遞，不過這種電粘性流體尚沒有發(fā)展到將此類設備投入商業(yè)用途和實用的地步。美國第4920929號專利介紹了另外一種通用類型的粘性流體聯(lián)軸器，其輸入速度與輸出速度的比值相對于輸入的電信號的變化而改變。在該專利中，一般性介紹了電場或磁場分別作用于裝有電流變流體或磁流變流體的操作室的聯(lián)軸器。然而該專利所介紹的聯(lián)軸器僅是示意圖，沒有涉及重要的產(chǎn)品問題，例如減少包含磁場磁通線的不同部件之間的非工作空氣縫隙，或者提供一種既具有足夠的磁場強度又具有足夠的熱傳播能力以避免流體過熱和沸騰的設備。美國專利US6811007B2，HydromechanicalCoupling with Clutch Assembly and Magnetorheological Clutch Actuator(帶離合器組件的液壓聯(lián)軸器和磁流變離合驅動器)，公布了一種四輪驅動汽車用磁流變液多盤式轉矩傳遞裝置，用柱塞泵產(chǎn)生液壓力軸向壓縮多個圓盤徑向間隙里的磁流變液，用電磁場調節(jié)磁流變液的粘度，但電磁線圈外置，結構大，磁路不合理，傳遞轉矩不大。美國專利US6988602B2，Torque transfer Coupling withMagnetorheological Clutch Actuator(帶磁流變離合驅動器的聯(lián)軸器)，公布了另一種四輪驅動汽車用磁流變聯(lián)軸器，有多個圓盤徑向間隙里的磁流變液參與工作，用旋轉的凸輪軸向壓緊多個圓盤的徑向間隙，用電磁場調節(jié)圓盤間磁流變液的粘度，但電磁線圈外置，結構大，磁路不合理，傳遞轉矩不大。美國專利US6725990B2，Torque transfer Clutch with Magnetorheological Actuator and Ball ScrewOperator.公布了另一種四輪驅動汽車用磁流變聯(lián)軸器，有多個圓盤徑向間隙里的磁流變液參與工作，采用螺旋絲杠壓緊多個圓盤間徑向間隙，用電磁場調節(jié)圓盤間磁流變液的粘度，但電磁線圈外置，結構大，磁路不合理，傳遞轉矩不大。中國專利200410081536.7公布了一種磁流變軟啟動裝置，它是一種單盤雙線圈帶熱管散熱的裝置，它沒有利用力矩與摩擦面數(shù)量成正比的關系，線圈外置導致體積大，內(nèi)線圈需要碳刷供電。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術中的不足之處，提供一種能實現(xiàn)平穩(wěn)啟動，傳遞轉矩大，使用壽命長的磁流變液軟啟動裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的軟啟動裝置包括與主動軸連為一體的法蘭盤，法蘭盤連接在外設有散熱齒、內(nèi)設有鍵槽的殼體上，殼體內(nèi)設有頂部與法蘭盤為一體呈倒“山”字形的從動軸，從動軸上通過軸承安裝有激磁線圈，激磁線圈的外側順序設有帶有鍵槽的隔磁環(huán)和內(nèi)保持架，內(nèi)保持架上間隔設有多個內(nèi)摩擦片，隔磁環(huán)和內(nèi)保持架左右兩端設有導磁環(huán)，殼體內(nèi)圈上設有外保持架，外保持架上設有與多個內(nèi)摩擦片間插配合的多個外摩擦片，外摩擦片與內(nèi)摩擦片軸向間留有充滿作為動力傳遞介質磁流液體的間隙；殼體內(nèi)的左導磁環(huán)一側設有密封圈和密封套，右導磁環(huán)與從動軸的法蘭盤固定連接。
所述的內(nèi)摩擦片與外摩擦片軸向間隙為1～2mm；所述的外摩擦片的外圈上設有與殼體內(nèi)的鍵槽相配合的定位齒；所述的內(nèi)摩擦片的內(nèi)圈上設有與隔磁環(huán)鍵槽相配合的定位齒；所述的殼體外圓上設有磁流體注液孔和與其相配合的注油/放油塞。
本發(fā)明的有益效果采用激磁線圈內(nèi)置，多個內(nèi)外間插摩擦片形成外置剪切室，更有利于散熱；運用磁流體作為動力傳遞介質，使多個軸向間隙內(nèi)的磁流變液參與工作傳遞轉矩，磁流變液具有零場粘度低，響應速度快，屈服應力高，激勵電壓低的優(yōu)點，非常適合于用作可控轉矩傳遞的介質。由于激磁線圈靜止，無需電刷供電，消除了電火花及其在易燃易爆場合的防爆問題，消除了電火花的無線電干擾，沒有電刷的磨損，延長了產(chǎn)品壽命，提高了可靠性?？煽丶羟惺彝猸h(huán)于電磁線圈，充分利用其傳遞的轉矩與(R3-r3)成正比，通過其自身的旋轉實現(xiàn)風扇散熱，其結構簡單，體積小，傳遞力矩大，散熱性能好，散熱效率高，具有廣泛的實用性。


圖1是本發(fā)明的結構圖。
圖2是本發(fā)明的外摩擦片結構圖。
圖3是本發(fā)明的內(nèi)摩擦片結構圖。
圖中殼體1，密封圈2，密封套3，導磁環(huán)4，激磁線圈5，從動軸6，軸承7，接線口8，內(nèi)保持架9，外保持架10，內(nèi)摩擦片11，外摩擦片12，導磁環(huán)13，隔磁環(huán)14，主動軸15，注油/放油塞16。
具體實施例方式
下面結合附圖中的實施例對本發(fā)明作進一步的描述圖1所示，本發(fā)明磁流變軟啟動裝置，主要由主動件、從動件和激磁線圈5構成，主動件、從動件配合之間的空隙內(nèi)充有磁流液體。主動件由外殼1、與主動軸15焊接為一體的法蘭盤、三個盤形外摩擦片12和外保持架10構成，殼體1內(nèi)開有鍵槽，與主動軸15聯(lián)為一體的法蘭盤固定在外殼1的右端面上，外保持架10設在外殼1內(nèi)，外摩擦片12之間的間隔由外保持架10確定，外摩擦片12的外圈上對稱設有四個齒，四個齒臺卡在殼體1的鍵槽中，圖2所示。從動件由設在外殼1內(nèi)的密封套3、左導磁環(huán)4、右導磁環(huán)13、開有鍵槽的隔磁環(huán)14、四個內(nèi)摩擦片11、內(nèi)保持架9和頂部與法蘭盤為一體呈倒“山”字形的從動軸6構成，內(nèi)摩擦片11間隔設在內(nèi)保持架9上，與外摩擦片12間插配合，內(nèi)外摩擦片之間間隙為1～2mm，在該間隙內(nèi)裝有用作動力傳遞介質的磁流液體。隔磁環(huán)14左端通過螺栓與密封套3和左導磁環(huán)4連接，外端通過鉸制螺栓與右導磁環(huán)13和從動軸6的法蘭盤連接，左右導磁環(huán)4、13的兩邊均有密封墊以防止磁流變液的泄漏。圖3所示，內(nèi)摩擦片11的內(nèi)圈上對稱設有四個齒，四個齒卡在隔磁環(huán)14的鍵槽中，內(nèi)外摩擦片11、12的可根據(jù)實際需要增加。導磁環(huán)4、13由硅鋼片制成，設在隔磁環(huán)14和內(nèi)保持架9的左右兩側，其連接處均設有防止磁流變液外泄的密封圈；從動軸6的頂部法蘭盤內(nèi)端面與導磁環(huán)13螺釘相連。激磁線圈5通過軸承7安裝在從動軸6上，激磁線圈5的左右導磁架與左右導磁環(huán)4，13相對，線圈5的引出線從線圈左導磁架上的導線口8引出到外部直流可調電源；殼體1外圓上開有磁流體注入孔和與其相配合的注油/放油塞16。
工作原理采用主、從動件轉子和電磁線圈結構，構成外環(huán)于電磁線圈的可控剪切室，轉矩經(jīng)主動軸15、殼體1、外磨擦片12輸入，在電磁線圈5作用下產(chǎn)生磁場，改變磁流變液的流變特性，經(jīng)其傳遞，扭矩經(jīng)從動件的內(nèi)摩擦片11，隔磁環(huán)14、從動軸6輸出。為防止傳遞大轉矩時，主、從動件溫度過高，引起磁流變液性能變化，在主動件殼體1上設有散熱齒以增大散熱面積，利用高速旋轉的外殼1本身起風扇散熱效果，降低工作溫度，使裝置可承受的滑差功率增加，滑差范圍增大，使用壽命延長。線圈通電時產(chǎn)生磁場，控制主、從動件徑向側面間和頂部間的磁流變液的流變特性；控制線圈內(nèi)的電流從小到大變化，即可改變磁流變液的流變特性，即可實現(xiàn)機械裝置的平穩(wěn)起動；控制線圈的電流強度，進而改變磁流變液在剪切模式下的剪切應力，從而輸出不同的轉矩，實現(xiàn)對從動軸的調速；當負載過大，超過了啟動裝置能傳遞的最大轉矩時，主、從動件間自動出現(xiàn)打滑，具有過載保護作用。
權利要求
1.一種磁流變液軟啟動裝置，其特征在于它包括與主動軸(15)連為一體的法蘭盤，法蘭盤連接在外設有散熱齒、內(nèi)設有鍵槽的殼體(1)上，殼體(1)內(nèi)設有頂部與法蘭盤為一體呈倒“山”字形的從動軸(6)，從動軸(6)上通過軸承安裝有激磁線圈(5)，激磁線圈(5)的外側順序設有帶有鍵槽的隔磁環(huán)(14)和內(nèi)保持架(9)，內(nèi)保持架(9上間隔設有多個內(nèi)摩擦片(11)，隔磁環(huán)(14)和內(nèi)保持架(9)左右兩端設有導磁環(huán)(4、13)，殼體(1)內(nèi)圈上設有外保持架(10)，外保持架(10)上設有與多個內(nèi)摩擦片(11)間插配合的多個外摩擦片(12)，外摩擦片(12)與內(nèi)摩擦片(11)軸向間留有充滿作為動力傳遞介質磁流液體的間隙；殼體(1)內(nèi)的左導磁環(huán)(4)一側設有密封圈(2)和密封套(3)，右導磁環(huán)(13)與從動軸(6)的法蘭盤固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁流變液軟啟動裝置，其特征在于所述的內(nèi)摩擦片(11)與外摩擦片(12)軸向間隙為1～2mm。
3.根據(jù)權利要求1所述的磁流變液軟啟動裝置，其特征在于所述的導磁環(huán)(4、13)由硅鋼片制成。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的磁流變液軟啟動裝置，其特征在于所述的外摩擦片(12)的外圈上設有與殼體(1)內(nèi)的鍵槽相配合的定位齒。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的磁流變液軟啟動裝置，其特征在于所述的內(nèi)摩擦片(11)的內(nèi)圈上設有與隔磁環(huán)(14)鍵槽相配合的定位齒。
6.根據(jù)權利要求1所述的磁流變液軟啟動裝置，其特征在于所述的殼體(1)外圓上設有磁流體注液孔和與其相配合的注油/放油塞(16)。
全文摘要
一種磁流變液軟啟動裝置，包括與主動軸連為一體的法蘭盤，法蘭盤連接在殼體上，殼體內(nèi)設有從動軸，從動軸上設有激磁線圈，激磁線圈的外側順序設有隔磁環(huán)和內(nèi)保持架，內(nèi)保持架上間隔設有內(nèi)摩擦片，隔磁環(huán)和內(nèi)保持架左右兩端設有導磁環(huán)；殼體內(nèi)圈上設有外保持架，外保持架上設有與內(nèi)摩擦片間插配合的外摩擦片，外摩擦片與內(nèi)摩擦片軸向間留有充滿作為動力傳遞介質磁流液體的間隙；殼體內(nèi)的左導磁環(huán)一側設有密封圈和密封套，右導磁環(huán)與從動軸的法蘭盤固定連接。該裝置通過其自身的旋轉實現(xiàn)風扇散熱，其結構簡單，體積小，傳遞力矩大，散熱性能好，散熱效率高，使用壽命長，具有廣泛的實用性。
文檔編號F16D37/00GK101029664SQ20071002116
公開日2007年9月5日 申請日期2007年4月2日 優(yōu)先權日2007年4月2日
發(fā)明者苗運江, 楊志伊 申請人:中國礦業(yè)大學