CN101994768B - 一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器。其技术方案是从动转子[4]同中心地置于主动转筒[2]的空腔内，密封盖[6]穿过从动轴[5]固定联接在主动转筒[2]上；主动转筒[2]和从动转子[4]的径向间隙[13]为0.4～2.5mm，该间隙[13]内注满磁流变液[3]；主动转筒[2]的内壁上均匀分布有8～24个转筒梯形槽[11]，从动转子[4]的圆柱体上均匀分布着相同数量的转子梯形槽[12]，转筒梯形槽[11]和转子梯形槽[12]内分别嵌有转筒永磁体[7]和转子永磁体[10]，转筒永磁体[7]和转子永磁体[10]的极性朝向相反，转筒永磁体[7]和转子永磁体[10]的安装位置的外侧分别装有转筒隔离片[8]和转子隔离片[9]。本发明不仅具有过载保护功能，且具有高效节能和结构简单的特点。

Description

一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器

技术领域

本发明属于机械传动装置中的联轴器技术领域。具体涉及一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器。

背景技术

传统的联轴器一般是通过刚性材料或液体动压来传递扭矩，前者抗冲击吸振缓冲能力差、没有过载保护，后者虽克服了前者的上述缺点但其供油系统复杂、供压压力大、维护难度大。

近几年国内外对磁流变液的深入研究大大推动了各种磁流变液传动器件的开发和应用，其主要涉及阻尼器和制动器两方面，但是专门针对联轴器这一领域进行相关开发和应用研究的较少。

“一种极限扭矩联轴器”(专利号：200910272344)公开了一种极限扭矩联轴器，该联轴器的励磁线圈与集流环相连，电源与集流环相连，通过调节电源的输出电压或输出电流，从而改变励磁线圈的通电电压或通电电流的大小，以此来控制磁流变液工作区的磁感应强度大小及剪切应力的大小，实现对联轴器传递扭矩的可控可调，此联轴器虽然力矩可调，但使用电流励磁，结构复杂、耗能且效率低，并且对于确定力矩的极限扭矩联轴器的研究还未涉及。

“Magnetorheological Fan Coupling”(U.S.Patent 7364025)公开了一种专门应用于发动机冷却系统的磁流变液风扇耦合器，该耦合器通过闭环控制系统来精确控制其磁场强度、剪切应力和发动机温度，但其结构极其复杂，主要零部件近百个，且没有有效的过载保护，不适用于其它领域。

发明内容

本发明旨在克服已有技术缺陷，目的是提供一种结构简单、高效节能和有效过载保护功能的永磁型磁流变液极限扭矩联轴器。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：从动转子同中心地置于主动转筒的空腔内，密封盖穿过从动轴固定联接在主动转筒上；主动转筒和从动转子的径向间隙为0.4～2.5mm，该间隙内注满磁流变液。

主动转筒的内壁上均匀分布有8～24个转筒梯形槽，从动转子的圆柱体上均匀分布着相同数量的转子梯形槽，转筒梯形槽和转子梯形槽内分别嵌有转筒永磁体和转子永磁体，转筒永磁体和转子永磁体的极性朝向相反，转筒永磁体和转子永磁体的安装位置的外侧分别装有转筒隔离片和转子隔离片。

所述主动转筒和主动轴或为同中心的同一实体、或为主动转筒和主动轴同中心固定连接；从动转子和从动轴或为同中心的同一实体、或为从动转子和从动轴同中心固定连接。

所述的转筒梯形槽和转子梯形槽的断面形状相同和梯形相向，转筒梯形槽和转子梯形槽均轴向贯通。

所述的转筒隔离片和转子隔离片的安装位置外表面的直径分别与相应的主动转筒内壁和从动转子外圆的直径相同。

由于采用上述技术方案，本发明选择具有一定剩余磁感应强度和内禀矫顽力的永磁体作为磁源，由于永磁体所产生的磁感应强度恒定、从动转子和主动转筒间隙内的磁流变液的剪切应力和联轴器输出的扭矩也保持恒定。当负载突然过大或受到冲击时，超出联轴器的极限工作扭矩，使磁流变液的剪应力超过其屈服值，联轴器的主动转筒与从动转子之间发生打滑，且磁流变液也吸收部分冲击能量，从而对变速箱、电动机等设备起到保护作用。

本发明利用磁流变液这种新型智能材料作为传动介质，由于选用永磁体为磁流变液提供磁源，省去了为励磁线圈提供电源的供电设备，与电流励磁相比，结构简单，高效节能

因此，本发明不仅能具有过载保护功能，且具有高效节能和结构简单的特点。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图；

图2是图1的A-A剖面示意图；

图3是图1或图2中主动转筒2和从动转子4的剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述，并非对保护范围的限制：

实施例1

一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器，如图1所示：从动转子4同中心地置于主动转筒2的空腔内，密封盖6穿过从动轴5固定联接在主动转筒2上；主动转筒2和从动转子4的径向间隙13为0.4～1.5mm，该间隙13内注满磁流变液3。

如图2所示：主动转筒2的内壁上均匀分布有8个转筒梯形槽11，从动转子4的圆柱体上均匀分布着相同数量的转子梯形槽12，转筒梯形槽11和转子梯形槽12内分别嵌有转筒永磁体7和转子永磁体10，转筒永磁体7和转子永磁体10的极性朝向相反，转筒永磁体7和转子永磁体10的安装位置的外侧分别装有转筒隔离片8和转子隔离片9。

本实施例的主动转筒2和主动轴1为同中心的同一实体，从动转子4和从动轴5为同中心的同一实体。

如图所示：本实施例的转筒梯形槽11和转子梯形槽12的断面形状相同和梯形相向，转筒梯形槽11和转子梯形槽12均轴向贯通。

本实施例的转筒隔离片8和转子隔离片9的安装位置外表面的直径分别与相应的主动转筒2内壁和从动转子4外圆的直径相同，即转筒隔离片8的外表面和主动转筒2的内壁构成同一圆壁面，转子隔离片9的外表面与从动转子4外圆构成同一的圆柱面。

实施例2

一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器：主动转筒2和从动转子4的径向间隙13为1.0～2.0mm，主动转筒2的内壁上均匀分布有9～15个转筒梯形槽11，从动转子4的圆柱体上均匀分布着9～15个转子梯形槽12；主动转筒2和主动轴1同中心固定连接；从动转子4和从动轴5同中心固定连接。

其余同实施例1

实施例3

一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器：主动转筒2和从动转子4的径向间隙13为1.5～2.5mm，主动转筒2的内壁上均匀分布有15～24个转筒梯形槽11，从动转子4的圆柱体上均匀分布着15～24转子梯形槽12。

其余同实施例1

本具体实施方式选择具有一定剩余磁感应强度和内禀矫顽力的永磁体作为磁源，由于永磁体所产生的磁感应强度恒定、从动转子4和主动转筒2间隙内的磁流变液的剪切应力和联轴器输出的扭矩也保持恒定。当负载突然过大或受到冲击时，超出联轴器的极限工作扭矩，使磁流变液的剪应力超过其屈服值，于是联轴器的主动转筒2与从动转子4之间发生打滑，且磁流变液也吸收部分冲击能量，从而对变速箱、电动机等设备起到保护作用。本发明利用磁流变液这种新型智能材料作为传动介质，由于选用永磁体为磁流变液3提供磁源，省去了为励磁线圈提供电源的供电设备，简化了结构，且与电流励磁相比，更加高效节能。

因此，本发明具有过载保护功能，且具有高效节能、结构简单的特点。

Claims (4)

1.一种永磁型磁流变液极限扭矩联轴器，其特征在于从动转子(4)同中心地置于主动转筒(2)的空腔内，密封盖(6)穿过从动轴(5)固定联接在主动转筒(2)上；主动转筒(2)和从动转子(4)的径向间隙(13)为0.4～2.5mm，该间隙(13)内注满磁流变液(3)；

主动转筒(2)的内壁上均匀分布有8～24个转筒梯形槽(11)，从动转子(4)的圆柱体上均匀分布着相同数量的转子梯形槽(12)，转筒梯形槽(11)和转子梯形槽(12)内分别嵌有转筒永磁体(7)和转子永磁体(10)，转筒永磁体(7)和转子永磁体(10)的极性朝向相反，转筒永磁体(7)和转子永磁体(10)的安装位置的外侧分别装有转筒隔离片(8)和转子隔离片(9)。

2.根据权利要求1所述的永磁型磁流变液极限扭矩联轴器，其特征在于所述主动转筒(2)和主动轴(1)或为同中心的同一实体、或为主动转筒(2)和主动轴(1)同中心固定连接；从动转子(4)和从动轴(5)或为同中心的同一实体、或为从动转子(4)和从动轴(5)同中心固定连接。

3.根据权利要求1所述的永磁型磁流变液极限扭矩联轴器，其特征在于所述的转筒梯形槽(11)和转子梯形槽(12)的断面形状相同和梯形相向，转筒梯形槽(11)和转子梯形槽(12)均轴向贯通。

4.根据权利要求1所述的永磁型磁流变液极限扭矩联轴器，其特征在于所述的转筒隔离片(8)和转子隔离片(9)的安装位置外表面的直径分别与相应的主动转筒(2)内壁和从动转子(4)外圆的直径相同，即转筒隔离片(8)的外表面和主动转筒(2)的内壁构成同一圆壁面，转子隔离片(9)的外表面与从动转子(4)外圆构成同一的圆柱面。

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