CN103115090A - 磁流体浮力刹车鼓装置 - Google Patents

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Abstract

磁流体浮力刹车鼓装置包括有外壳、制动盘、转动轴、刹车爪、磁流体、电磁线圈以及控制器；利用控制器控制电磁线圈的磁场，利用磁场控制磁流体的比重，利用磁流体的比重控制刹车爪于磁流体受到的浮力，利用刹车爪于磁流体受到的浮力来驱动刹车爪的刹车片与制动盘摩擦刹车，利用磁流体降低刹车片以及制动盘的温度，提高刹车片以及制动盘的使用寿命，减少刹车抱死故障的发生。

Description

磁流体浮力刹车鼓装置
技术领域
本发明涉及一种刹车装置，特别是一种磁流体浮力刹车鼓装置。
背景技术
现有的机动车以及一些设备的刹车装置，刹车时，利用油压装置驱动刹车片与制动盘摩擦阻力来刹车的，刹车片与制动盘摩擦的温度较高，刹车片以及制动盘容易磨损，影响了刹车片以及制动盘的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种机动车以及设备使用的磁流体浮力刹车鼓装置，利用刹车爪于磁流体中受到的浮力驱动刹车爪的刹车片与制动盘摩擦刹车，利用磁流体来降低刹车片及制动盘的温度。
本发明所采用的技术方案是：磁流体浮力刹车鼓装置包括有外壳、制动盘、转动轴、刹车爪、磁流体、电磁线圈以及控制器；制动盘与转动轴固定连接，转动轴的轴线与制动盘的轴线相同，转动轴与外壳动配合连接，制动盘密封于外壳的制动型腔内，磁流体设于制动型腔内；刹车爪位于制动盘的下方，刹车爪的刹车片位于制动盘制动面的对面，刹车爪与外壳铰接；电磁线圈设于外壳上，电磁线圈的磁力线经过磁流体，控制器设有控制线与电磁线圈连接，刹车爪的比重大于磁流体的比重，使刹车爪在重力的作用下摆动下沉，使刹车爪的刹车片与制动盘留有间隙。磁流体充满制动型腔，利用磁流体降低刹车片与制动盘摩擦温度；外壳设有散热片，热量再由外壳散发出去。
使用时，外壳与机动车或者设备的机架固定连接，转动轴与需要制动的转轴固定连接；制动时，控制器接通电磁线圈的电源，电磁线圈产生磁场，磁场将制动型腔内的磁流体磁化，磁流体的比重大于刹车爪的比重，刹车爪在磁流体浮力的作用下向上摆动，使刹车爪的刹车片与制动盘摩擦，利用刹车片与制动盘摩擦力阻碍制动盘转动，利用控制器控制刹车爪在磁流体中受到的浮力刹车；刹车解除时，控制器切断电磁线圈的电源，电磁线圈的磁场消失，磁流体恢复到未磁化的状态，刹车爪的重力大于刹车爪于磁流体中受到的浮力，刹车爪摆动离开制动盘，刹车解除。
本发明的有益效果是：磁流体浮力刹车鼓装置包括有外壳、制动盘、转动轴、刹车爪、磁流体、电磁线圈以及控制器；利用控制器控制电磁线圈的磁场，利用磁场控制磁流体的比重，利用磁流体的比重控制刹车爪于磁流体受到的浮力，利用刹车爪于磁流体受到的浮力来驱动刹车爪的刹车片与制动盘摩擦刹车，利用磁流体降低刹车片以及制动盘的温度，提高刹车片以及制动盘的使用寿命，减少刹车抱死故障的发生。
附图说明
图1是磁流体浮力刹车鼓装置的结构示意图；
图2是图1的左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步的说明：
图1所示的磁流体浮力刹车鼓装置的结构示意图以及图2所示图1的左视图，磁流体浮力刹车鼓装置包括有外壳1、制动盘2、转动轴3、刹车爪4、磁流体5、电磁线圈6以及控制器7；制动盘2与转动轴3固定连接，转动轴3的轴线与制动盘2的轴线相同，转动轴3与外壳1动配合连接，制动盘2密封于外壳1的制动型腔8内，磁流体5设于制动型腔8内；刹车爪4位于制动盘2的下方，刹车爪4的刹车片9位于制动盘2制动面10的对面，刹车爪4与外壳1铰接；电磁线圈6设于外壳1上，电磁线圈6的磁力线经过磁流体5，控制器7设有控制线与电磁线圈6连接，刹车爪4的比重大于磁流体5的比重。为了减少铁磁材料对电磁线圈6磁场的干扰，外壳1、制动盘2以及刹车爪4为非铁磁材料构成，外壳1以及制动盘2由铝合金构成，刹车爪4由铝合金与陶瓷磨料构成。
磁流体浮力刹车鼓装置的工作原理是：使用时，外壳1与机动车或者设备的机架固定连接，转动轴3与需要制动的转轴固定连接；制动时，控制器7接通电磁线圈6的电源，电磁线圈6产生磁场，磁场将制动型腔8内的磁流体5磁化，利用控制器7控制电磁线圈6的磁场强度不断增加，使磁流体5的比重不断增加，磁流体5的比重大于刹车爪4的比重，刹车爪4在磁流体5浮力的作用下向上摆动，使刹车爪4的刹车片9与制动盘2摩擦，利用刹车片9与制动盘2摩擦力阻碍制动盘2转动，利用控制器7控制刹车爪4在磁流体5中受到的浮力刹车；刹车解除时，控制器7切断电磁线圈6的电源，电磁线圈6的磁场消失，磁流体5恢复到未磁化的状态，刹车爪4的重力大于刹车爪4于磁流体5中受到的浮力，刹车爪5摆动离开制动盘2，刹车解除；控制器(7)控制加强刹车的制动力时，控制器(7)，控制器(7)控制电磁线圈(6)的磁场强度不断增加，使磁流体(5)的比重不断增加，使刹车爪(4)于磁流体(5)受到的浮力不断增加，使刹车片(9)与制动盘(2)的摩擦力不断增加；控制器(7)控制减少刹车的制动力时，控制器(7)控制电磁线圈(6)的磁场强度不断降低，使磁流体(5)的比重不断减少，使刹车爪(4)于磁流体(5)受到的浮力不断减少，使刹车片(9)与制动盘(2)的摩擦力不断减少。
为了利用控制器7的输出的电压对刹车爪4与刹车盘2的摩擦力实施控制，电磁线圈6的磁场强度与控制器7输入电磁线圈6的电压成正比，制动型腔8内磁流体5的比重与电磁线圈6的磁场强度成正比，刹车爪4在磁流体5中受到的浮力与磁流体5的比重成正比，刹车爪4的刹车片9与制动盘2摩擦力与刹车爪4在磁流体5中受到的浮力成正比。刹车爪4在磁流体5中受到的浮力随控制器7输入电磁线圈6电压的升高而增加，刹车爪4的刹车片9与制动盘2摩擦力随刹车爪4在磁流体5中受到浮力的提高而增加；刹车爪4在磁流体5中受到的浮力随控制器7输入电磁线圈6电压的降低而减少，刹车爪4的刹车片9与制动盘2摩擦力随刹车爪4在磁流体5中受到浮力的降低而减少。
为了利用控制器7的输出的电流对刹车爪4与刹车盘2的摩擦力实施控制，电磁线圈6设有多个，每个电磁线圈6的绕向相同，产生磁场的方向相同，每个电磁线圈6相互并联连接，每个电磁线圈6设有开关，每个开关与控制器连接，每个开关的接通或者分断被控制器7控制；电磁线圈6的磁场强度与控制器7输入电磁线圈6的电流成正比，制动型腔8内磁流体5的比重与电磁线圈6的磁场强度成正比，刹车爪4在磁流体5中受到的浮力与磁流体5的比重成正比，刹车爪4的刹车片9与制动盘2摩擦力与刹车爪4在磁流体5中受到的浮力成正比。刹车爪4在磁流体5中受到的浮力随控制器7输入电磁线圈6电流的增加而增加，刹车爪4的刹车片9与制动盘2摩擦力随刹车爪4在磁流体5中受到浮力的增加而增加；刹车爪4在磁流体5中受到的浮力随控制器7输入电磁线圈6电流的减少而减少，刹车爪4的刹车片9与制动盘2摩擦力随刹车爪4在磁流体5中受到浮力的减少而减少。
刹车爪4的刹车状态是：磁流体5被磁化，磁流体5的比重大于刹车爪4的比重，刹车爪4受到磁流体5的浮力摆动上升，刹车爪4的刹车片9与制动盘2的制动面10接触。刹车爪4的非刹车状态是：磁流体5未被磁化，磁流体5的比重小于刹车爪4的比重，刹车爪4受到自身重力的作用而下降于调节螺栓14上，刹车爪4的刹车片9与制动盘2的制动面10留有间隙。
为了提高刹车的散热效率，磁流体5充满制动型腔8，利用磁流体5降低刹车片9与制动盘2摩擦温度；外壳1设有散热片11，刹车片9与制动盘2摩擦产生的热量经磁流体5传递到外壳1，热量再由外壳1散发。
为了防止磁流体5的泄露，转动轴3与外壳1的轴承座12之间设有第一密封圈13，用于防止磁流体5于转动轴3泄露；外壳1设有第二密封圈16与调节螺栓14密封连接，防止磁流体5于调节螺栓14泄露。
为了调节刹车爪4的刹车片9与制动盘2的距离，其特征在于：所述的外壳1设有调节螺栓14，调节螺栓14通过螺纹与外壳1连接，调节螺栓14的上端15与刹车爪4接触，同时，使刹车爪4的刹车片9与制动盘2的制动面10留有间隙。
为了使增加刹车片9与制动盘2的接触面，刹车爪4刹车片9的形状为圆弧形，圆弧形的半径与制动盘2制动面10的半径相同。
为了实施刹车，控制转动轴转动，外壳1固定有铰轴17，刹车爪4的上端18设有铰套19，铰套19与铰轴17铰接，刹车爪4的下端20位于铰轴17以及制动盘2的下方；刹车时，刹车爪4与制动盘2摩擦刹车。
为了实施制动盘2的对称刹车，刹车爪4有两个，一个刹车爪4设于制动盘2的左边，另一个刹车爪4设于制动盘2的右边，外壳1的左边以及右边分别固定有铰轴17，左边刹车爪4的铰套19与左边的铰轴17铰接，右边的刹车爪4的铰套19与右边的铰轴17铰接；刹车时，左边的刹车爪4按逆时针方向摆动与制动盘2摩擦，右边的刹车爪4按顺时针方向摆动与制动盘摩擦。

Claims (10)

1.磁流体浮力刹车鼓装置，包括有外壳(1)、制动盘(2)、转动轴(3)、刹车爪(4)、磁流体(5)、电磁线圈(6)以及控制器(7)；制动盘(2)与转动轴(3)固定连接，转动轴(3)的轴线与制动盘(2)的轴线相同，转动轴(3)与外壳(1)动配合连接，制动盘(2)密封于外壳(1)的制动型腔(8)内，磁流体(5)设于制动型腔(8)内；刹车爪(4)位于制动盘(2)的下方，刹车爪(4)的刹车片(9)位于制动盘(2)制动面(10)的对面，刹车爪(4)与外壳(1)铰接；电磁线圈(6)设于外壳(1)上，电磁线圈(6)的磁力线经过磁流体(5)，控制器(7)设有控制线与电磁线圈(6)连接，刹车爪(4)的比重大于磁流体(5)的比重；
磁流体浮力刹车鼓装置的工作原理是：使用时，外壳(1)与机动车或者设备的机架固定连接，转动轴(3)与需要制动的转轴固定连接；制动时，控制器(7)接通电磁线圈(6)的电源，电磁线圈(6)产生磁场，磁场将制动型腔(8)内的磁流体(5)磁化，使磁流体(5)的比重大于刹车爪(4)的比重，刹车爪(4)在磁流体(5)浮力的作用下向上摆动，使刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)摩擦，利用刹车片(9)与制动盘(2)摩擦力阻碍制动盘(2)转动，利用控制器(7)控制刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力刹车；刹车解除时，控制器(7)切断电磁线圈(6)的电源，电磁线圈(6)的磁场消失，磁流体(5)恢复到未磁化的状态，刹车爪(4)的重力大于刹车爪(4)于磁流体(5)中受到的浮力，刹车爪(5)摆动离开制动盘(2)，刹车解除。
2.根据权利要求1所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的控制器(7)控制加强刹车的制动力时，控制器(7)控制电磁线圈(6)的磁场强度不断增加，使磁流体(5)的比重不断增加，使刹车爪(4)于磁流体(5)受到的浮力不断增加，使刹车片(9)与制动盘(2)的摩擦力不断增加。
3.根据权利要求1所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的控制器(7)控制减少刹车的制动力时，控制器(7)控制电磁线圈(6)的磁场强度不断降低，使磁流体(5)的比重不断减少，使刹车爪(4)于磁流体(5)受到的浮力不断减少，使刹车片(9)与制动盘(2)的摩擦力不断减少。
4.根据权利要求1所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的电磁线圈(6)的磁场强度与控制器(7)输入电磁线圈(6)的电压成正比，制动型腔(8)内磁流体(5)的比重与电磁线圈(6)的磁场强度成正比，刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力与磁流体(5)的比重成正比，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)摩擦力与刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力成正比。
5.根据权利要求2所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力随控制器(7)输入电磁线圈(6)电压的升高而增加，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)摩擦力随刹车爪(4)在磁流体(5)中受到浮力的提高而增加；刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力随控制器(7)输入电磁线圈(6)电压的降低而减少，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)摩擦力随刹车爪(4)在磁流体(5)中受到浮力的降低而减少。
6.根据权利要求1所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的电磁线圈(6)设有多个，电磁线圈(6)的磁场强度与控制器(7)输入电磁线圈(6)的电流成正比，制动型腔(8)内磁流体(5)的比重与电磁线圈(6)的磁场强度成正比，刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力与磁流体(5)的比重成正比，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)摩擦力与刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力成正比。
7.根据权利要求4所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力随控制器(7)输入电磁线圈(6)电流的增加而增加，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)摩擦力随刹车爪(4)在磁流体(5)中受到浮力的增加而增加；刹车爪(4)在磁流体(5)中受到的浮力随控制器(7)输入电磁线圈(6)电流的减少而减少，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)摩擦力随刹车爪(4)在磁流体(5)中受到浮力的减少而减少。
8.根据权利要求1所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的刹车爪(4)的刹车状态是：磁流体(5)被磁化，磁流体(5)的比重大于刹车爪(4)的比重，刹车爪(4)受到磁流体(5)的浮力摆动上升，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)的制动面(10)接触。
9.根据权利要求1所述的磁流体浮力刹车鼓装置，其特征在于：所述的刹车爪(4)的非刹车状态是：磁流体(5)未被磁化，磁流体(5)的比重小于刹车爪(4)的比重，刹车爪(4)受到自身重力的作用而下降于调节螺栓(14)上，刹车爪(4)的刹车片(9)与制动盘(2)的制动面(10)留意间隙。
10.根据权利要求1所述的磁流体刹车鼓装置，其特征在于：所述的刹车爪(4)设有两个，刹车时，左边的刹车爪(4)按逆时针方向摆动与制动盘(2)摩擦，右边的刹车爪(4)按顺时针方向摆动与制动盘摩擦。
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