CN102506094A - 多盘式微间距磁流变离合器 - Google Patents

Abstract

一种多盘式微间距磁流变离合器，主要由主动轴、从动轴、导磁外壳、导磁挡板、励磁线圈、主动盘、从动盘、隔磁套、隔磁轮毂、支承和密封装置组成。主、从动盘分别间隙安装于隔磁套和隔磁轮毂上，再通过导磁挡板分别与主、从动轴相连，主、从动盘之间的间隙为微米级，间隙内注满磁流变液，励磁线圈固定在导磁外壳和隔磁铜环组成的容腔内不动，通过注水螺塞向隔磁轮毂的容腔内注入冷却液，利用密封圈实现冷却液的密封，工作时，冷却液经隔磁轮毂上的径向圆孔流入从动盘内部，加速工作装置的散热，降低磁流变液的温度，增大装置的滑差功率。本发明结构紧凑，无电火花产生，传递扭矩高，散热性能好，使用寿命长。

Description

多盘式微间距磁流变离合器

技术领域

本发明涉及一种磁流变离合器，尤其是一种用于大功率机械设备传动的多盘式微间距磁流变离合器。

背景技术

离合器是机械系统中用于传递动力或运动的装置，它能够实现主、从动件的接合和分离。目前，传统的离合器有牙嵌离合器、摩擦离合器以及液力耦合器等。牙嵌离合器结构简单，两轴间的联接无相对运动，一般适用于低速接合，传动扭矩不大的场合；摩擦离合器可在任何转速下实现两轴的接合或分离，接合过程平稳，冲击振动较小，且具有过载保护功能，但其尺寸较大，发热量大，摩擦片的磨损较大；液力耦合器是一种利用液体介质传递转速的机械设备，通过改变工作介质的压力，可以实现输出转速（低于输入转速）的无级调节，它能够有效减小接合和分离过程中的冲击和振动，但调速过程中损失功率较大，调速效率较低。新型的液体粘性离合器利用油膜剪切力来传递动力，通过改变油膜厚度来实行无级调速，具有结构紧凑、调速性能好、稳定性高以及传动效率高等优点，但其启动电流大、发热严重、摩擦片寿命短、系统复杂且制造和维护成本高。

磁流变传动技术以磁流变液作为传动介质，利用其良好的流变性能，通过改变外加场强来调节传递扭矩的大小，具有反应迅速、变化可逆、易于实现智能控制等特点。近年来，磁流变传动技术在工程传动领域得到快速发展，目前很多科研机构对其进行了探讨和研究。国外专利：U.S.Pantent 5896965公布了一种磁流变扇形离合器，它采用单盘式结构，能够实现传递扭矩的智能控制，但其传递扭矩较小；U.S.Pantent 5823309公布了一种多盘式磁流变传动装置，它能够实现较大扭矩的传递，但其发热量大，无冷却装置，滑差功率小；国内专利：CN101915277A介绍了一种单片三盘面式磁流变离合器，它结合圆盘式和圆筒式两种工作模式，具有结构体积小、传递扭矩大等优点，但无冷却系统，散热性能差，滑差范围窄；CN1523251A公开了一种V形磁流变无级变速器，采用双V形结构，结构简单，但仅适用于工业小功率场合；CN1648483A公开了一种热管式磁流变软启动装置，它采用新型的热管散热方式，具有良好的散热性能，但仅适用于传递扭矩较小的场合。

发明内容

       技术问题：本发明针对现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，安全可靠性高，传递扭矩大，滑差功率大，滑差范围宽，使用寿命长的多盘式微间距磁流变离合器。

       技术方案：本发明的多盘式微间距磁流变离合器，主要包括主、从动轴，与主、从动轴相连的左、右挡板，左、右挡板的外侧设有由左、右壳体、设在左、右壳体之间的上壳体组成的导磁外壳，导磁外壳内部固定有励磁线圈和隔磁铜环，左、右挡板之间设有隔磁套和隔磁轮毂，左、右壳体内部分别设有支承主、从动轴的左、右轴承，其特征在于：所述的隔磁套上间隔设有多个主动盘，隔磁轮毂上间隔设有与主动盘间隙插合的从动盘，所述主动盘的径向设有多个径向回液口，从动盘由两个圆盘对焊而成，圆盘内设有形成多个弧形凹槽的弧形凸板；所述的隔磁轮毂右侧与从动轴相连接，隔磁轮毂的左侧设有轮毂挡板，通过密封组件使隔磁轮毂内部形成一密封腔体，轮毂挡板上设有注水螺塞，所述的隔磁轮毂上设有多组通向从动盘内部的径向圆孔。

所述的主动盘与从动盘插合的间隙为200~300 μm；所述多个径向回液口为4～8个，均匀分布；所述的多个弧形凸板为8～12个，均匀分布。

有益效果：由于采用了上述技术方案，采用多个圆盘传动形式，有多个主、从动盘间隙里的磁流变液参与工作，可充分发挥磁流变效应，使得传递扭矩变大，调速范围变宽；主、从动盘之间的间隙为微米级，能有效降低磁路中的磁阻，增大圆盘间的磁场强度；从动盘由两个圆盘对焊而成，内部设有多个弧形凸板，隔磁轮毂上设有多个径向圆孔，经注水螺塞向密闭腔体内注入冷却液，冷却液由隔磁轮毂上的径向圆孔流经从动盘内部，形成冷却液涡流，能够带走滑差产生的热量，降低磁流变液的工作温度，使得滑差功率增大，滑差范围变宽；主动盘上设有多个径向回液口，工作时，磁流变液能够在主、从动盘间反复流动，可以提高磁流变液的稳定性，加速磁流变液的散热；励磁线圈固定安装在导磁外壳和隔磁铜环组成的容腔内，无需电刷等设备，无电火花产生，安全可靠性高，适用于对电火花有特殊要求的场合。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图。

图2是本发明的隔磁轮毂结构示意图。

图3是本发明的隔磁轮毂A-A剖视图。

图4是本发明的主动盘左视图。

图5是本发明的从动盘结构示意图。

图6是本发明的从动盘B-B剖视图。

图中：1—主动轴，2—油封，3—左端盖，4—左轴承，5—轴套，6—左壳体，7—上壳体，8—注液螺塞，9—励磁线圈，10—隔磁铜环，11—导线引出孔，12—右壳体，13—导磁轴承，14—轴承支撑，15—右端盖，16—从动轴，17—右轴承，18—弹性挡圈，19—旋转密封圈，20—右挡板，21—主动盘，22—从动盘，23—隔磁套，24—隔磁轮毂，25—左挡板，26—O型密封圈，27—轮毂挡板，28—注水螺塞，29—径向圆孔，30—沟槽，31—径向回液口，32—弧形凸板。

具体实施方式

下面结合附图对本发明和一个实施例作进一步的描述：

       本发明的多盘式微间距磁流变离合器，主要由输入端部分，输出端部分，导磁外壳及支承、密封装置组成。其中：输入端部分包括主动轴1，左、右挡板25、20，隔磁套23及主动盘21，主动盘21通过焊接方式间隙安装在隔磁套23内，主动盘21的径向设有多个径向回液口31，多个径向回液口31为4～8个，均匀分布。工作时磁流变液能够在主、从动盘21、22间反复流动，加速磁流变液的散热，提高磁流变液的稳定性，隔磁套23上安装有注液螺塞8，用于向容腔内注入磁流变液，主动轴1、左、右挡板25、20及隔磁套23通过螺钉连接在一起，在连接处均设有O型密封圈26；输出端部分包括从动轴16、隔磁轮毂24、从动盘22和轮毂挡板27，从动盘22通过焊接方式间隙安装于隔磁轮毂24上，从动盘22由两个圆盘对焊而成，从动盘22内部设有多个弧形凸板32；多个弧形凸板32为8～12个，均匀分布。隔磁轮毂24两侧均设有沟槽30，沟槽30内设有O型密封圈26，隔磁轮毂24上设有多个径向圆孔29，通过注水螺塞28向隔磁轮毂24的密闭腔体内注入冷却液，冷却液由径向圆孔29流经从动盘22内部，形成冷却液涡流，能够带走滑差产生的热量，降低磁流变液的工作温度，增大工作装置的滑差功率，从动轴16上设有用于输出端部分轴向定位的弹性挡圈18，从动轴16、隔磁轮毂24以及轮毂挡板27间采用螺钉连接，连接处均设有O型密封圈26；导磁外壳由左壳体6、右壳体12和上壳体7通过螺栓连接组成，导磁外壳内部固定有励磁线圈9和隔磁铜环10，左壳体6的外侧固定有内设油封2的左端盖3，右壳体12上设有导线引出孔11，右壳体12的外侧固定有轴承支撑14，轴承支撑14外侧安装有内设油封2的右端盖15；设于主动轴1上的左轴承4和设于右挡板20上的导磁轴承13，用于支承整个输入端部分，左轴承4间通过轴套5隔开，从动轴16上设有右轴承17，用以支承输出端部分；主、从动盘21、22采用间插配合方式，间隙为200~300 μm，可以有效降低磁路中的磁阻，增大圆盘间的磁场强度，磁流变液通过多组O型密封圈26和旋转密封圈19密封于主、从动盘21、22之间。其中：上壳体7，左、右壳体6、12，左、右挡板25、20，导磁轴承13以及主、从动盘21、22均由高导磁材料制成；左、右端盖3、15，左、右轴承3、17，主、从动轴1、16，隔磁套23，隔磁轮毂24及轮毂挡板27均由隔磁材料制成。

Claims (4)

1.一种多盘式微间距磁流变离合器，主要包括主、从动轴（1、16），与主、从动轴（1、16）相连的左、右挡板（25、20），左、右挡板（25、20）的外侧设有由左、右壳体（6、12）、设在左、右壳体（6、12）之间的上壳体（7）组成的导磁外壳，导磁外壳内部固定有励磁线圈（9）和隔磁铜环（10），左、右挡板（25、20）之间设有隔磁套（23）和隔磁轮毂（24），左、右壳体（6、12）内部分别设有支承主、从动轴（1、16）的左、右轴承（4、17），其特征在于：所述的隔磁套（23）内间隔设有多个主动盘（21），隔磁轮毂（24）上间隔设有多个与主动盘（21）间隙插合的从动盘（22），所述的主动盘（21）上开有多个径向回液口（31），从动盘（22）由两个圆盘对焊而成，从动盘（22）内部设有多个弧形凸板（32）；所述的隔磁轮毂（24）右侧与从动轴（16）相连接，隔磁轮毂（24）的左侧设有轮毂挡板（27），通过密封组件使隔磁轮毂（24）内部形成一密封腔体，轮毂挡板（27）上设有注水螺塞（28），所述的隔磁轮毂（24）上设有多个通向从动盘（22）内部的径向圆孔（29）。

2.根据权利要求1所述的多盘式微间距磁流变离合器，其特征在于：所述的主动盘（21）与从动盘（22）插合的间隙为200~300 μm。

3.根据权利要求1所述的多盘式微间距磁流变离合器，其特征在于：所述的多个径向回液口（31）为4～8个，均匀分布。

4.根据权利要求1所述的多盘式微间距磁流变离合器，其特征在于：所述的多个弧形凸板（32）为8～12个，均匀分布。

Images