CN103161846A - 一种层叠式大功率磁流变液离合器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种层叠式大功率磁流变液离合器，包括主传动轴（4）、左旋转导磁侧板（6）、励磁线圈（8）、固定导磁外壳（9）、右旋转导磁侧板（14）、从传动轴（17）和导磁板（18）；还包括层数可调的内层主摩擦片组（3）、外层主摩擦片组（7）、外层从摩擦片组（12）和内层从摩擦片组（15），以及内层小隔磁环组（2）、外层小隔磁环组（5）、内层大隔磁环（13）和外层大隔磁环（20）。与现有技术相比，本发明采用多层摩擦片组进行传动，有效地分散了热源，减轻散热难度；同时利用冷却水进行冷却，显著提高了传递功率和散热效果；当传递功率不足时，可以通过增加摩擦片组层数的方式，易于实现传递功率的可控式操作。

Description

一种层叠式大功率磁流变液离合器

技术领域

本发明涉及一种磁流变液离合器，具体是一种层叠式大功率磁流变液离合器，主要应用于矿山、冶金等大功率机械、车辆的动力传递。

背景技术

磁流变液是一种新型智能材料，主要由软磁性颗粒、基载液和表面添加剂三部分组成，其在磁场的作用下，将发生显著的流变效应，即在无外加磁场时，表现为自由流动状态，具有牛顿流体行为，而在外加磁场作用下，磁流变液中颗粒沿磁场方向成链状结构排列，瞬间由自由流动状态转变为半固态，表现出Bingham流体行为，呈现可控的剪切屈服应力，且其剪切屈服应力随外加磁场强度的增强而逐渐变大。磁流变液由于这种反应迅速、变化可逆、易于控制的特点，在车辆、桥梁、机械等领域得到了广泛应用，已开发出多种磁流变产品，包括：离合器、制动器、阻尼器、抛光装置、液压阀、密封装置、复合构件等。

磁流变液离合器作为磁流变液的应用分支，具有体积小，耗能低，动态响应快等优点，可以避免传统离合器的控制复杂、体积庞大、价格昂贵及安全可靠性差等问题。磁流变液离合器在动力传递过程中，主从摩擦片间存在一定的滑差功率，该滑差功率决定了离合器传递功率的大小。当存在滑差功率时，主从摩擦片的工作间隙将产生一定的热量，滑差功率越大、产生热量越强，而工作间隙中的磁流变液具有一定的温度使用范围，通常不超过150℃，如不进行有效散热，将超出其使用范围，造成磁流变液离合器的失效，同时限制了离合器传递功率的提高。

国内外已存在较多磁流变液离合器的应用，也已出现多种专利，比如：2011年6月1日公布的中国发明专利“双盘式磁流变离合器”（申请号：201110041597.0）；以及2013年3月6日公告授权的中国实用新型专利“多盘式磁流变液离合器”（申请号：201220376039.X，授权公告号：CN 202768674 U）。上述磁流变液离合器均有一个不足之处，即可传递的功率较低，且所达到的散热效果有限，无法满足矿山、冶金等大功率场合的动力传递要求。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种传递功率高、冷却效果好的层叠式大功率磁流变液离合器，满足矿山、冶金等大功率场合的动力传递要求。

为了实现上述目的，本发明包括主传动轴、左旋转导磁侧板、励磁线圈、固定导磁外壳、右旋转导磁侧板、从传动轴和导磁板。

还包括层数可调的内层主摩擦片组、外层主摩擦片组、外层从摩擦片组和内层从摩擦片组，以及内层小隔磁环组、外层小隔磁环组、内层大隔磁环和外层大隔磁环。

左旋转导磁侧板、外层大隔磁环和右旋转导磁侧板之间均通过螺钉固定连接，内层主摩擦片组和外层主摩擦片组通过花键分别固定在主传动轴和外层大隔磁环上，从传动轴与导磁板固定连接，内层大隔磁环固定在导磁板上，外层从摩擦片组和内层从摩擦片组通过花键固定在内层大隔磁环的两侧，固定在各个摩擦片之间的内层小隔磁环组和外层小隔磁环组将各个摩擦片隔开，各个摩擦片组的工作间隙中充满磁流变液。

在从传动轴的端部开设有进水口，固定导磁外壳上设有出水口，所述进水口依次通过导磁板、内层大隔磁环、主传动轴、固定导磁外壳内部开设的冷却水通道与所述出水口相通。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本层叠式大功率磁流变液离合器采用多层摩擦片组进行传动，可以有效地分散热源，减轻了散热难度；在内外层间和固定导磁外壳的内表面进行通水冷却，显著提高了传递功率和散热效果；当传递功率不足时，可以通过增加摩擦片组层数的方式，易于实现传递功率的可控式操作。

附图说明

图1是本发明的剖面结构示意图；

图2是冷却水通道流向示意图。

图中：1、工作间隙，2、内层小隔磁环组，3、内层主摩擦片组，4、主传动轴，5、外层小隔磁环组，6、左旋转导磁侧板，7、外层主摩擦片组，8、励磁线圈，9、固定导磁外壳，10、磁路，11、出水口，12、外层从摩擦片组，13、内层大隔磁环，14、右旋转导磁侧板，15、内层从摩擦片组，16、进水口，17、从传动轴，18、导磁板，19、冷却水通道，20、外层大隔磁环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1所示，本层叠式大功率磁流变液离合器包括主传动轴4、左旋转导磁侧板6、励磁线圈8、固定导磁外壳9、右旋转导磁侧板14、从传动轴17和导磁板18。

还包括层数可调的内层主摩擦片组3、外层主摩擦片组7、外层从摩擦片组12和内层从摩擦片组15，以及内层小隔磁环组2、外层小隔磁环组5、内层大隔磁环13和外层大隔磁环20。

左旋转导磁侧板6、外层大隔磁环20和右旋转导磁侧板14之间均通过螺钉固定连接，内层主摩擦片组3和外层主摩擦片组7通过花键分别固定在主传动轴4和外层大隔磁环20上，从传动轴17与导磁板18固定连接，内层大隔磁环13固定在导磁板18上，外层从摩擦片组12和内层从摩擦片组15通过花键固定在内层大隔磁环13的两侧，固定在各个摩擦片之间的内层小隔磁环组2和外层小隔磁环组5将各个摩擦片隔开，避免摩擦片之间的相互接触；内层主摩擦片组3、外层主摩擦片组7、外层从摩擦片组12和内层从摩擦片组15的工作间隙1中充满磁流变液，励磁线圈8在各个摩擦片组中产生可调磁场，形成磁路10。

在从传动轴17的端部开设有进水口16，固定导磁外壳9上设有出水口11，所述进水口16依次通过导磁板18、内层大隔磁环13、主传动轴4、固定导磁外壳9内部开设的冷却水通道19与所述出水口11相通。如图2所示，冷却水通道19的流向为：进水口16→从传动轴17→导磁板18→内层大隔磁环13（在内层大隔磁环13内，通过流入通道22和流出通道21的转换，将冷却水引流到导磁板18）→导磁板18→主传动轴4→固定导磁外壳9的内表面→出水口11，如此即实现了通水冷却，显著提高了散热效果。

磁流变液离合器运转过程中，主传动轴4旋转，由于左旋转导磁侧板6、外层大隔磁环20和右旋转导磁侧板14间均通过螺钉固定连接，因此，上述零件将与主传动轴4做同步旋转。又由于主传动轴4和外层大隔磁环20上花键的连接作用，内层主摩擦片组3和外层主摩擦片组7将与主传动轴4同步旋转，当励磁线圈8中通入电流时，在内层主摩擦片组3、外层主摩擦片组7、外层从摩擦片组12和内层从摩擦片组15中将产生磁场，在磁场力的作用下，上述各个摩擦片组之间的工作间隙1中的磁流变液将发生流变作用，能够传递剪切力，进而带动外层从摩擦片组12和内层从摩擦片组15的转动，外层从摩擦片组12和内层从摩擦片组15通过花键的作用带动已连接在一起的内层大隔磁环13、导磁板18和从传动轴17的转动。通过上述过程，实现了动力由主传动轴4到从传动轴17的可控传递。

本发明采用多层摩擦片组传动，有效地分散了热源，减轻冷却系统散热难度；在内外传动摩擦片组的层间和固定导磁外壳9的内表面通水冷却，散热效果好，进而实现高功率的传递；当上述两层摩擦片组传递的功率仍不足时，可根据上述结构的实施方式，在所描述的两层摩擦片组的基础上，继续增加摩擦片组的层数，实现更高功率的可靠传递。

Claims (1)

1.一种层叠式大功率磁流变液离合器，包括主传动轴（4）、左旋转导磁侧板（6）、励磁线圈（8）、固定导磁外壳（9）、右旋转导磁侧板（14）、从传动轴（17）和导磁板（18）；

其特征在于，还包括层数可调的内层主摩擦片组（3）、外层主摩擦片组（7）、外层从摩擦片组（12）和内层从摩擦片组（15），以及内层小隔磁环组（2）、外层小隔磁环组（5）、内层大隔磁环（13）和外层大隔磁环（20）；

左旋转导磁侧板（6）、外层大隔磁环（20）和右旋转导磁侧板（14）之间均通过螺钉固定连接，内层主摩擦片组（3）和外层主摩擦片组（7）通过花键分别固定在主传动轴（4）和外层大隔磁环（20）上，从传动轴（17）与导磁板（18）固定连接，内层大隔磁环（13）固定在导磁板（18）上，外层从摩擦片组（12）和内层从摩擦片组（15）通过花键固定在内层大隔磁环（13）的两侧，固定在各个摩擦片之间的内层小隔磁环组（2）和外层小隔磁环组（5）将各个摩擦片隔开，各个摩擦片组的工作间隙（1）中充满磁流变液；

在从传动轴（17）的端部开设有进水口（16），固定导磁外壳（9）上设有出水口（11），所述进水口（16）依次通过导磁板（18）、内层大隔磁环（13）、主传动轴（4）、固定导磁外壳（9）内部开设的冷却水通道（19）与所述出水口（11）相通。

Images