一種可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左右端轉(zhuǎn)軸分別連接在波紋管（5）的兩端孔內(nèi)，所述波紋管（5）內(nèi)充滿磁流變彈性體（7），電磁鐵鐵芯（2）固定在支撐座（1）的環(huán)形圈套內(nèi)，兩個(gè)線圈骨架（4）上下對(duì)稱地套設(shè)在電磁鐵鐵芯（2）上，兩個(gè)電磁線圈分別纏繞在上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)線圈骨架（4）上，波紋管（5）與電磁線圈（3）之間保持一定的間隙，隨機(jī)電流發(fā)生裝置以及直流電流發(fā)生裝置均與電磁線圈（3）電連接。本實(shí)用新型的裝置能隨機(jī)地改變作用于波紋管內(nèi)磁流變彈性體的彈性模量，從而可以隨機(jī)地改變波紋管聯(lián)軸器的剛度。
【專利說(shuō)明】一種可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種隨機(jī)變剛度領(lǐng)域，具體涉及一種能夠可控隨機(jī)變剛度的波紋管聯(lián)軸器。
【背景技術(shù)】
[0002]聯(lián)軸器主要用于機(jī)械傳動(dòng)中的聯(lián)接，是各類旋轉(zhuǎn)機(jī)械的重要部件。在旋轉(zhuǎn)機(jī)械中，聯(lián)軸器不僅起到連接各轉(zhuǎn)子、傳遞扭矩和補(bǔ)償軸向、角向和徑向位移的作用，而且對(duì)整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性、運(yùn)轉(zhuǎn)精度和穩(wěn)定性等都有著重要的影響。因此，需要研究聯(lián)軸器對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響。但是如果想要實(shí)驗(yàn)研究聯(lián)軸器對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響，必須加工大量聯(lián)軸器，這在時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上都是不允許的。因此需要借助于一種變剛度的聯(lián)軸器。
[0003]經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)枮镃N1456824A的“一種變剛度波紋管聯(lián)軸器”，主要是用來(lái)對(duì)多轉(zhuǎn)子耦聯(lián)系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性控制，消除各個(gè)轉(zhuǎn)子振動(dòng)疊加造成的強(qiáng)烈振動(dòng)，不能滿足實(shí)驗(yàn)研究聯(lián)軸器對(duì)旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性影響的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型的目的是研制一個(gè)能夠隨機(jī)變剛度的波紋管聯(lián)軸器，代替實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要加工過(guò)多零件，以此來(lái)降低實(shí)驗(yàn)成本和縮短研究周期。
[0005]本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，包括支撐座1、電磁鐵鐵芯2、電磁線圈3、線圈骨架4、波紋管5、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸、磁流變彈性體7、隨機(jī)電流發(fā)生裝置、直流電流發(fā)生裝置，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸分別連接在所述波紋管的兩端孔內(nèi)，所述波紋管5內(nèi)充滿磁流變彈性體7，所述電磁鐵鐵芯固定在支撐座的環(huán)形圈套內(nèi)，所述線圈骨架為上下垂直方向?qū)ΨQ分布的位于支撐座的環(huán)形圈套內(nèi)的兩個(gè)線圈骨架，兩個(gè)線圈骨架上下對(duì)稱地套設(shè)在電磁鐵鐵芯上，所述電磁線圈包括上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)差動(dòng)聯(lián)接的電磁線圈，并分別纏繞在上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)線圈骨架上，所述波紋管與電磁線圈之間保持一定的間隙，隨機(jī)電流發(fā)生裝置以及直流電流發(fā)生裝置均與電磁線圈電連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述隨機(jī)電流發(fā)生裝置包括計(jì)算機(jī)、模擬量輸出卡、功率放大器，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的所述計(jì)算機(jī)、將隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬量的所述模擬量輸出卡以及將模擬量轉(zhuǎn)換成所需大小的實(shí)驗(yàn)電流的功率放大器之間相互電連接并與電磁線圈差動(dòng)電連接。
[0007]進(jìn)一步的，所述直流電流發(fā)生裝置為一與電磁線圈電連接的產(chǎn)生直流電流的精密數(shù)控恒流源。
[0008]進(jìn)一步的，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸通過(guò)夾緊式聯(lián)接或者漲套式聯(lián)接的方式連接在所述波紋管的兩端孔內(nèi)。
[0009]進(jìn)一步的，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸通過(guò)定位螺釘或鍵連接將其連接在所述波紋管的兩端孔內(nèi)。[0010]本實(shí)用新型的技術(shù)效果是:通過(guò)改變電磁線圈的電流，即可調(diào)整電磁場(chǎng)強(qiáng)度E大小，從而改變波紋管聯(lián)軸器內(nèi)磁流變彈性體的彈性模量，使波紋管聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度得到調(diào)整。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型的工作示意圖。
[0013]其中:I為支座，2為電磁鐵鐵芯，3為電磁線圈，4為線圈骨架，5為波紋管，6為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的右端轉(zhuǎn)軸，7為磁流變彈性體，8為定位螺釘，9為功率放大器，10為模擬量輸出卡、11為計(jì)算機(jī)，12為直流電流源，13為定位銷，14為旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左端轉(zhuǎn)軸。
【具體實(shí)施方式】
[0014]波紋管聯(lián)軸器中波紋管是承受扭矩的主要部件。通過(guò)在波紋管內(nèi)充入磁流變彈性體，對(duì)波紋管聯(lián)軸器進(jìn)行變剛度控制。
[0015]實(shí)施例1
[0016]一種可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，包括支撐座1、電磁鐵鐵芯2、電磁線圈3、線圈骨架4、波紋管5、轉(zhuǎn)軸6和14、磁流變彈性體7、隨機(jī)電流發(fā)生裝置、直流電流發(fā)生裝置，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)軸6和14分別連接在所述波紋管5的兩端孔內(nèi)，所述波紋管5內(nèi)充滿磁流變彈性體7，所述電磁鐵鐵芯2固定在支撐座I的環(huán)形圈套內(nèi)，所述線圈骨架4為上下垂直方向?qū)ΨQ分布的位于支撐座I的環(huán)形圈套內(nèi)的兩個(gè)線圈骨架4，兩個(gè)線圈骨架4上下對(duì)稱的套設(shè)在電磁鐵鐵芯2上，所述電磁線圈3為上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)相互差動(dòng)連接的電磁線圈，并分別纏繞在上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)線圈骨架4上，所述波紋管5與電磁線圈3之間保持一定的間隙，隨機(jī)電流發(fā)生裝置以及直流電流發(fā)生裝置均與電磁線圈3電連接。
[0017]進(jìn)一步的，充入磁流變彈性體的波紋管聯(lián)軸器5兩端與轉(zhuǎn)軸6和14分別通過(guò)定位螺釘8緊固。
[0018]實(shí)施例2
[0019]一種可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，包括支撐座1、電磁鐵鐵芯2、電磁線圈3、線圈骨架4、波紋管5、轉(zhuǎn)軸6和14、磁流變彈性體7、隨機(jī)電流發(fā)生裝置、直流電流發(fā)生裝置，旋轉(zhuǎn)機(jī)械的轉(zhuǎn)軸6和14分別連接在所述波紋管5的兩端孔內(nèi)，所述波紋管5內(nèi)充滿磁流變彈性體7，所述電磁鐵鐵芯2固定在支撐座I的環(huán)形圈套內(nèi)，所述線圈骨架4為上下垂直方向?qū)ΨQ分布的位于支撐座I的環(huán)形圈套內(nèi)的兩個(gè)線圈骨架4，兩個(gè)線圈骨架4上下對(duì)稱的套設(shè)在電磁鐵鐵芯2上，所述電磁線圈3為上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)相互差動(dòng)連接的電磁線圈，并分別纏繞在上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)線圈骨架4上，所述波紋管5與電磁線圈3之間保持一定的間隙，隨機(jī)電流發(fā)生裝置以及直流電流發(fā)生裝置均與電磁線圈3電連接。
[0020]將電磁鐵鐵芯2放入支撐座I的環(huán)形圈套內(nèi)，使鐵芯2的一側(cè)與支撐座I的一端緊密結(jié)合，通過(guò)定位銷將電磁鐵鐵芯2緊固到支撐座I上。
[0021]將電磁鐵線圈3纏繞在線圈骨架4上，然后將其套在電磁鐵鐵芯2上。通過(guò)線圈骨架4和鐵芯2緊密配合，使線圈骨架4牢牢固定在鐵芯2上。
[0022]本實(shí)用新型的波紋管聯(lián)軸器，通過(guò)精密數(shù)控恒流源12產(chǎn)生偏置電流給電磁線圈3，改變波紋管5內(nèi)磁流變彈性體7的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而改變波紋管5內(nèi)磁流變彈性體7的彈性模量，從而改變波紋管聯(lián)軸器5的剛度。通過(guò)計(jì)算機(jī)11中matlab統(tǒng)計(jì)工具箱產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，把產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)作為信號(hào)源，通過(guò)模擬量輸出卡10將隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬量輸出，再通過(guò)功率放大器9將其轉(zhuǎn)換成所需大小的實(shí)驗(yàn)隨機(jī)電流，并與電磁線圈差動(dòng)電連接；接著，將實(shí)驗(yàn)隨機(jī)電流傳輸給電磁線圈3，隨機(jī)地改變作用于波紋管5內(nèi)磁流變彈性體7的磁場(chǎng)強(qiáng)度，進(jìn)而改變波紋管5內(nèi)磁流變彈性體7的彈性模量，從而可以隨機(jī)地改變波紋管聯(lián)軸器的剛度。
[0023]本實(shí)用新型的實(shí)際效果和意義在于:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，通過(guò)改變電磁線圈的電流，即可調(diào)整電磁場(chǎng)強(qiáng)度E大小，從而改變波紋管聯(lián)軸器內(nèi)磁流變彈性體的彈性模量，使波紋管聯(lián)軸器的扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲剛度得到調(diào)整。
[0024]該實(shí)用新型可以用于解決關(guān)于隨機(jī)參數(shù)的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，以及實(shí)驗(yàn)研究聯(lián)軸器對(duì)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響。由于實(shí)驗(yàn)研究過(guò)程中需要加工過(guò)多的零件，通過(guò)隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器代替普通聯(lián)軸器，不僅可以降低實(shí)驗(yàn)成本，而且縮短了研究周期。此夕卜，其還可以用于對(duì)各種水輪機(jī)發(fā)電機(jī)組、汽輪發(fā)電機(jī)組、大型離心機(jī)、壓縮機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的可靠性和穩(wěn)定性分析，提高旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行的效率、經(jīng)濟(jì)效益和安全性。
[0025]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō)明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū)及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，包括支撐座、電磁鐵鐵芯、電磁線圈、線圈骨架、波紋管、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸、磁流變彈性體、隨機(jī)電流發(fā)生裝置、直流電流發(fā)生裝置，其特征在于:旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸分別連接在所述波紋管的兩端孔內(nèi)，所述波紋管內(nèi)充滿磁流變彈性體，所述電磁鐵鐵芯固定在支撐座的環(huán)形圈套內(nèi)，所述線圈骨架為上下垂直方向?qū)ΨQ分布的位于支撐座的環(huán)形圈套內(nèi)的兩個(gè)線圈骨架，兩個(gè)線圈骨架上下對(duì)稱地套設(shè)在電磁鐵鐵芯上，所述電磁線圈包括上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)差動(dòng)聯(lián)接的電磁線圈，并分別纏繞在上下垂直方向?qū)ΨQ分布的兩個(gè)線圈骨架上，所述波紋管與電磁線圈之間保持一定的間隙，隨機(jī)電流發(fā)生裝置以及直流電流發(fā)生裝置均與電磁線圈電連接。
2.如權(quán)利要求1中所述的可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，其特征在于:所述隨機(jī)電流發(fā)生裝置包括計(jì)算機(jī)、模擬量輸出卡、功率放大器，產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)的所述計(jì)算機(jī)、將隨機(jī)數(shù)轉(zhuǎn)換成模擬量的所述模擬量輸出卡以及將模擬量轉(zhuǎn)換成所需大小的實(shí)驗(yàn)電流的功率放大器之間相互電連接并與電磁線圈差動(dòng)電連接。
3.如權(quán)利要求1中所述的可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，其特征在于:所述直流電流發(fā)生裝置為一與電磁線圈電連接的產(chǎn)生直流電流的精密數(shù)控恒流源。
4.如權(quán)利要求1中所述的可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，其特征在于:旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸通過(guò)夾緊式聯(lián)接或者漲套式聯(lián)接的方式連接在所述波紋管的兩端孔內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1中所述的可控隨機(jī)變剛度波紋管聯(lián)軸器，其特征在于:旋轉(zhuǎn)機(jī)械的左、右端轉(zhuǎn)軸通過(guò)定位螺釘或鍵連接將其連接在所述波紋管的兩端孔內(nèi)。
【文檔編號(hào)】F16D3/80GK203784125SQ201420083515
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年2月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月26日
【發(fā)明者】劉保國(guó), 李鴿鴿, 董亞軍 申請(qǐng)人:河南工業(yè)大學(xué)