專利名稱：一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁流變制動(dòng)器，具體是一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，屬于液體阻力制動(dòng)器領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁流變液是一種新型的智能材料，當(dāng)無(wú)外加磁場(chǎng)時(shí)，其呈現(xiàn)出低粘度類牛頓流體特性，而一旦加外加磁場(chǎng)時(shí)，其流體性質(zhì)就會(huì)發(fā)生急劇變化，呈現(xiàn)出高粘度、低流動(dòng)性類固體態(tài)。而且這種流變特性具有瞬間性，可逆性。在磁場(chǎng)作用下磁流變液中磁性顆?？尚纬赏ㄦ湣⒅ф?、孤立鏈和柱狀鏈等微觀結(jié)構(gòu)，當(dāng)磁流變液在磁場(chǎng)中受到沿磁場(chǎng)方向的外加正壓力時(shí)，其剪切應(yīng)力可以得到較大提高，甚至是提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種通過(guò)施加壓力改變磁流變液性能的方法即所謂的磁流變液擠壓強(qiáng)化技術(shù)。由于磁流變液的這種優(yōu)良的流變特性， 其在機(jī)械、汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。公開(kāi)號(hào)為CN102146968A的中國(guó)發(fā)明專利2011 年8月10日公開(kāi)的一種“多盤式磁流變制動(dòng)器”，通過(guò)增加摩擦片的數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)大扭矩制動(dòng)。公開(kāi)號(hào)為CN1482376A的中國(guó)發(fā)明專利2004年3月17日公開(kāi)的一種“結(jié)構(gòu)可變的旋轉(zhuǎn)式磁流變液制動(dòng)器”，采用一種分隔結(jié)構(gòu)，將制動(dòng)器分為兩個(gè)腔體，可以決定安裝一個(gè)或兩個(gè)轉(zhuǎn)盤，從而有效地提高磁流變效率，保證制動(dòng)器能夠提供較大的阻尼力矩。公開(kāi)號(hào)為 CN101225859A的中國(guó)發(fā)明專利2008年7月23日公開(kāi)的一種“磁流變液制動(dòng)器”，采用永磁鐵作為磁源，通過(guò)活動(dòng)保持架的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變閉合磁路的方向，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。上述磁流變制動(dòng)器只能通過(guò)增大勵(lì)磁線圈的電流或者增加摩擦片的數(shù)量增加制動(dòng)扭矩。增大勵(lì)磁線圈的電流在一定范圍內(nèi)可以有效地增加轉(zhuǎn)矩，但當(dāng)磁流變液達(dá)到磁飽和之后，增大勵(lì)磁線圈的電流則無(wú)法增加轉(zhuǎn)矩，無(wú)法實(shí)現(xiàn)大扭矩制動(dòng)。增加摩擦片的數(shù)量不但使裝置更加復(fù)雜，難以進(jìn)行加工和裝配，而且操作困難，可靠性得不到保證。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，當(dāng)磁流變液達(dá)到磁飽和之后，增大勵(lì)磁線圈的電流可以增加轉(zhuǎn)矩，極大地提高制動(dòng)器的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增大制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的范圍。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，包括左導(dǎo)磁外殼、出液口、左端蓋、傳動(dòng)軸、圓錐滾子軸承、軸承座、進(jìn)液口、主動(dòng)圓盤、勵(lì)磁線圈、隔磁環(huán)、制動(dòng)圓盤、右導(dǎo)磁外殼、右端蓋和制動(dòng)軸，左導(dǎo)磁外殼與右導(dǎo)磁外殼通過(guò)螺釘扣合固定在一起，軸承座通過(guò)螺釘固定在左導(dǎo)磁外殼的端部，軸承座的端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的左端蓋，傳動(dòng)軸通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承與軸承座相連，鎖緊螺母將圓錐滾子軸承壓緊，主動(dòng)圓盤通過(guò)螺釘固定在傳動(dòng)軸的右端，制動(dòng)軸與右導(dǎo)磁外殼鍵連接，右導(dǎo)磁外殼端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的右端蓋，右端蓋將制動(dòng)軸壓緊，制動(dòng)圓盤通過(guò)螺釘固定在制動(dòng)軸的左端，在主動(dòng)圓盤、制動(dòng)圓盤與左導(dǎo)磁外殼、右導(dǎo)磁外殼構(gòu)成的凹槽內(nèi)依次設(shè)有勵(lì)磁線圈、隔磁環(huán)、旋轉(zhuǎn)密封圈，隔磁環(huán)上設(shè)有注入、排出磁流變液的進(jìn)液口和出液口，右導(dǎo)磁外殼上設(shè)有加壓裝置，所述的加壓裝置包括彈簧、壓板、隔磁板、電磁鐵和隔磁外殼，所述的壓板端部形成有一凸臺(tái)，制動(dòng)軸軸端處的壓板板體上開(kāi)有壓槽，槽寬大于制動(dòng)軸軸端直徑， 壓板末端通過(guò)彈簧與右導(dǎo)磁外殼相連接，電磁鐵設(shè)于隔磁外殼中，置于隔磁板上，隔磁外殼與隔磁板通過(guò)螺釘固定在右導(dǎo)磁外殼上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用電磁鐵加壓方式，利用電磁鐵的吸力對(duì)固化后的磁流變液沿磁場(chǎng)方向施加正壓力，提高磁流變液的剪切應(yīng)力。當(dāng)制動(dòng)扭矩不足時(shí)，除了通過(guò)提高勵(lì)磁線圈電流來(lái)增加扭矩外，還可以增大電磁鐵的電流，從而增大磁流變液在磁場(chǎng)方向產(chǎn)生正應(yīng)力，使其剪切力得到較大提高，極大地提高了制動(dòng)器的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增大了制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的范圍，可應(yīng)用于大功率機(jī)械制動(dòng)。采用了雙盤制動(dòng)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性高、利于散熱、方便加工和裝配。旋轉(zhuǎn)密封圈將磁流變液密封于左、右兩盤之間，固化后加壓，泄漏較小，提高了可靠性。設(shè)有進(jìn)、出液口，更換磁流變液較為方便。勵(lì)磁線圈固定于導(dǎo)磁外殼內(nèi)，無(wú)需電刷等設(shè)備。勵(lì)磁線圈內(nèi)設(shè)有隔磁環(huán)，導(dǎo)磁外殼為高導(dǎo)磁材料，減小了漏磁， 從而保證兩盤間的磁場(chǎng)強(qiáng)度。電磁鐵置于隔磁外殼中，從而降低電磁鐵對(duì)兩盤間的磁場(chǎng)干擾，提高了機(jī)構(gòu)的可靠性。制動(dòng)軸與右導(dǎo)磁外殼通過(guò)花鍵連接，保證了較大的制動(dòng)力矩的實(shí)現(xiàn)，而且便于拆卸。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的A-A向剖面視圖。圖中1、左導(dǎo)磁外殼，2、出液口，3、密封圈，4、左端蓋，5、傳動(dòng)軸，6、鎖緊螺母，7、圓錐滾子軸承，8、軸承座，9、進(jìn)液口，10、主動(dòng)圓盤，11、勵(lì)磁線圈，12、隔磁環(huán)，13、旋轉(zhuǎn)密封圈， 14、制動(dòng)圓盤，15、彈簧，16、右導(dǎo)磁外殼，17、右端蓋，18、制動(dòng)軸，19、壓板，20、隔磁板，21、電磁鐵，22、隔磁外殼。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示，本雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，包括左導(dǎo)磁外殼1、出液口 2、左端蓋4、 傳動(dòng)軸5、圓錐滾子軸承7、軸承座8、進(jìn)液口 9、主動(dòng)圓盤10、勵(lì)磁線圈11、隔磁環(huán)12、制動(dòng)圓盤14、右導(dǎo)磁外殼16、右端蓋17和制動(dòng)軸18，左導(dǎo)磁外殼1與右導(dǎo)磁外殼16通過(guò)螺釘扣合固定在一起，軸承座8通過(guò)螺釘固定在左導(dǎo)磁外殼1的端部，軸承座8的端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈3的左端蓋4 ；傳動(dòng)軸5通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承7與軸承座8相連，鎖緊螺母6將圓錐滾子軸承7壓緊，主動(dòng)圓盤10通過(guò)螺釘固定在傳動(dòng)軸5的右端；制動(dòng)軸18與右導(dǎo)磁外殼16鍵連接，右導(dǎo)磁外殼16端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的右端蓋17，右端蓋 17將制動(dòng)軸18壓緊；制動(dòng)圓盤14通過(guò)螺釘固定在制動(dòng)軸18的左端，在主動(dòng)圓盤10、制動(dòng)圓盤14與左導(dǎo)磁外殼1、右導(dǎo)磁外殼16構(gòu)成的凹槽內(nèi)依次設(shè)有勵(lì)磁線圈11、隔磁環(huán)12、旋轉(zhuǎn)密封圈13，勵(lì)磁線圈固定于導(dǎo)磁外殼內(nèi)，無(wú)需電刷等設(shè)備。勵(lì)磁線圈內(nèi)設(shè)有隔磁環(huán)，導(dǎo)磁外殼為高導(dǎo)磁材料，減小了漏磁，從而保證兩盤間的磁場(chǎng)強(qiáng)度。旋轉(zhuǎn)密封圈13將磁流變液密封于左、右兩盤之間，固化后加壓，泄漏小，提高了可靠性。隔磁環(huán)12上設(shè)有注入、排出磁流變液的進(jìn)液口 2和出液口 9，更換磁流變液方便。右導(dǎo)磁外殼16上設(shè)有加壓裝置，所述的加壓裝置包括彈簧15、壓板19、隔磁板20、電磁鐵21和隔磁外殼22，壓板19端部形成有一凸臺(tái)，制動(dòng)軸18軸端處的壓板19板體上開(kāi)有壓槽，是為了容納制動(dòng)軸18的軸端，槽寬需大于制動(dòng)軸18軸端直徑。壓板19末端通過(guò)彈簧15與右導(dǎo)磁外殼16相連接，電磁鐵21設(shè)于隔磁外殼22中，置于隔磁板20上，電磁鐵置于隔磁外殼中，從而降低電磁鐵對(duì)兩盤間的磁場(chǎng)干擾，提高了機(jī)構(gòu)的可靠性。隔磁外殼22與隔磁板20通過(guò)螺釘固定在右導(dǎo)磁外殼16 上。本發(fā)明的加壓裝置采用電磁鐵加壓方式，利用電磁鐵21的吸力對(duì)固化后的磁流變液沿磁場(chǎng)方向施加正壓力，提高磁流變液的剪切應(yīng)力。當(dāng)制動(dòng)扭矩不足時(shí)，除了通過(guò)提高勵(lì)磁線圈11的電流來(lái)增加扭矩外，還可以增大電磁鐵21的電流，從而增大磁流變液在磁場(chǎng)方向產(chǎn)生正應(yīng)力，使其剪切力得到較大提高，極大地提高制動(dòng)器的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增大制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的范圍，可應(yīng)用于大功率機(jī)械制動(dòng)。作為本發(fā)明的改進(jìn)，主動(dòng)圓盤10與制動(dòng)圓盤14的間隙為l_2mm，過(guò)小時(shí)(小于 Imm)磁流變液的流動(dòng)性受到影響變差，過(guò)大(大于2mm)時(shí)制動(dòng)能力下降。作為本發(fā)明的改進(jìn)，如圖2所示，制動(dòng)軸18通過(guò)花鍵與右導(dǎo)磁外殼16相連接，保證了較大的制動(dòng)力矩的實(shí)現(xiàn)，而且便于拆卸。采用花鍵連接，相較平鍵、單鍵更平穩(wěn)。在勵(lì)磁線圈11中通入電流，從而在主動(dòng)圓盤10和制動(dòng)圓盤14之間產(chǎn)生具有一定磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁場(chǎng)，并且磁場(chǎng)強(qiáng)度隨電流增大而增大，從而使兩盤間的磁流變液瞬間由類牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒扯?、低流?dòng)性類固體態(tài)，磁流變液中磁性顆粒沿磁力線方向排列成鏈。 由于制動(dòng)圓盤14不可轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)圓盤10受到鏈的剪切應(yīng)力作用，從而實(shí)現(xiàn)制動(dòng)。增大勵(lì)磁線圈11中的電流大小即可提高制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩。當(dāng)磁流變液達(dá)到磁飽和之后，增大勵(lì)磁線圈11中的電流大小不再能夠提高制動(dòng)器的制動(dòng)扭矩。此時(shí)，若想繼續(xù)增大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，向固定于隔磁板20和隔磁外殼22中的電磁鐵21中通入電流，吸下壓板19，壓迫帶有花鍵的制動(dòng)軸18，使磁流變液在磁場(chǎng)中受到沿磁場(chǎng)方向的外加正壓力，可以較大提高了磁流變液剪切應(yīng)力，從而提供更大的制動(dòng)力矩，而且操作方便。
權(quán)利要求
1.一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，包括左導(dǎo)磁外殼(1)、出液口(2)、左端蓋(4)、傳動(dòng)軸(5)、圓錐滾子軸承(7)、軸承座(8)、進(jìn)液口(9)、主動(dòng)圓盤(10)、勵(lì)磁線圈(11)、隔磁環(huán) (12)、制動(dòng)圓盤(14)、右導(dǎo)磁外殼(16)、右端蓋(17)和制動(dòng)軸(18)，左導(dǎo)磁外殼(1)與右導(dǎo)磁外殼(16)通過(guò)螺釘扣合固定在一起，軸承座(8)通過(guò)螺釘固定在左導(dǎo)磁外殼(1)的端部， 軸承座(8)的端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈(3)的左端蓋(4)，傳動(dòng)軸(5)通過(guò)一對(duì)圓錐滾子軸承(7 )與軸承座(8 )相連，鎖緊螺母(6 )將圓錐滾子軸承(7 )壓緊，主動(dòng)圓盤(10 )通過(guò)螺釘固定在傳動(dòng)軸(5)的右端，制動(dòng)軸(18)與右導(dǎo)磁外殼(16)鍵連接，右導(dǎo)磁外殼(16)端部通過(guò)螺釘固定帶有密封圈的右端蓋(17)，右端蓋(17)將制動(dòng)軸(18)壓緊，制動(dòng)圓盤(14) 通過(guò)螺釘固定在制動(dòng)軸(18)的左端，主動(dòng)圓盤(10)與制動(dòng)圓盤(14)之間存在間隙，在主動(dòng)圓盤(10)、制動(dòng)圓盤(14)與左導(dǎo)磁外殼(1 )、右導(dǎo)磁外殼(16)構(gòu)成的凹槽內(nèi)依次設(shè)有勵(lì)磁線圈(11)、隔磁環(huán)(12)、旋轉(zhuǎn)密封圈(13)，隔磁環(huán)(12)上設(shè)有注入、排出磁流變液的進(jìn)液口 (2)和出液口(9)，其特征是右導(dǎo)磁外殼(16)上設(shè)有加壓裝置，所述的加壓裝置包括彈簧 (15)、壓板(19)、隔磁板(20)、電磁鐵(21)和隔磁外殼(22)，所述的壓板(19)端部形成有一凸臺(tái)，制動(dòng)軸(18)軸端處的壓板(19)板體上開(kāi)有壓槽，槽寬大于制動(dòng)軸(18)軸端直徑，壓板(19)末端通過(guò)彈簧(15)與右導(dǎo)磁外殼(16)相連接，電磁鐵(21)設(shè)于隔磁外殼(22)中， 置于隔磁板(20)上，隔磁外殼(22)與隔磁板(20)通過(guò)螺釘固定在右導(dǎo)磁外殼(16)上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，其特征是所述的主動(dòng)圓盤 (10)與制動(dòng)圓盤(14)的間隙為l_2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，其特征是所述的制動(dòng)軸(18)通過(guò)花鍵與右導(dǎo)磁外殼(16)相連接。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種雙盤式擠壓磁流變制動(dòng)器，屬于液體阻力制動(dòng)器領(lǐng)域，包括左導(dǎo)磁外殼、出液口、左端蓋、傳動(dòng)軸、圓錐滾子軸承、軸承座、進(jìn)液口、主動(dòng)圓盤、勵(lì)磁線圈、隔磁環(huán)、制動(dòng)圓盤、右導(dǎo)磁外殼、右端蓋和制動(dòng)軸，右導(dǎo)磁外殼上設(shè)有加壓裝置，加壓裝置包括彈簧、壓板、隔磁板、電磁鐵和隔磁外殼。本發(fā)明當(dāng)制動(dòng)扭矩不足時(shí)，除了通過(guò)提高勵(lì)磁線圈電流來(lái)增加扭矩外，還可以增大電磁鐵的電流，從而增大磁流變液在磁場(chǎng)方向產(chǎn)生正應(yīng)力，使其剪切力得到較大提高，極大地提高了制動(dòng)器的最大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，增大了制動(dòng)器制動(dòng)轉(zhuǎn)矩的范圍，可應(yīng)用于大功率機(jī)械制動(dòng)。
文檔編號(hào)F16D57/00GK102562874SQ201210018728
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2012年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月20日
發(fā)明者劉友會(huì), 劉新華, 劉永志, 劉浩, 孟艷偉, 李奇 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)