CN103438120A - 一种磁流变软启动器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁流变软启动器，属于机械动力传递技术领域。通过隔离弹簧组（14）将摩擦片隔开；在摩擦片组和从旋转隔磁壳与右从动连接板（19）之间设有滑动压板（15），滑动压板的上部左端面和摩擦片组直接接触，滑动压板的下部左端面和从旋转隔磁壳之间设有滑动压板左工作腔（18），滑动压板和右从动连接板之间通过碟簧（16）连接。本发明实现了在设备启动阶段采用磁流变液传动，而设备在启动结束后的正常运转阶段采用摩擦片传动，达到磁流变传动到摩擦片传动的快速转变的目的，有效减少磁流变液颗粒的磨损，提高软启动器的使用寿命，同时实现励磁线圈在断电时动力的不间断传递。

Description

一种磁流变软启动器
技术领域
本发明涉及一种磁流变软启动器，属于机械动力传递技术领域。
背景技术
磁流变液是智能材料的重要分支之一，主要由软磁性颗粒、基载液以及为了防止颗粒沉降而包覆在颗粒表面的添加剂组成，在磁场作用下将发生显著的流变特性，其基本特征是：无外加磁场作用时，表现为自由流动状态；而在外加磁场作用下，瞬间由自由流动状态变为半固体，呈现可控的剪切屈服强度，而且这种转变是可逆的。由于磁流变液这种反应迅速、变化可逆和易于控制的特点，自其问世以来，在汽车、机械、航空航天、建筑、医疗等众多领域得到了越来越广泛的应用，已开发出多种磁流变产品，包括：软启动器、调速器、制动器、阻尼器、抛光装置、液压阀、密封装置、复合构件等。
磁流变软启动器作为磁流变液的应用分支，具有响应速度快（一般为毫秒级）、传动部件磨损较小、控制简单（通过调节外加磁场，可实现转矩或转速的无级调节）、体积小、控制能源消耗低、控制电压低、对外界杂质的干扰不敏感等特点，是一种较为理想的软启动器件，可以避免传统软启动器的控制复杂、体积庞大、价格昂贵及安全可靠性差等问题。目前国内已经有许多有关磁流变软启动器的专利文献，如公开号为CN101029664A的中国发明专利2007年09月05日公开了“一种磁流变软启动器”；公开号为CN102359513A的中国发明专利2012年02月22日公开了“一种水冷式磁流变软启动装置”。上述磁流变软启动器的工作间隙均为固定不变的，其动力完全由磁流变液传递，这种传动形式存在两个不足之处，即在启动阶段结束后的正常运转阶段，磁流变液仍会受到强磁场作用，磁流变液中的颗粒极易磨损，致使磁流变液使用寿命降低；且当励磁线圈出现断电时，动力传递容易中断，安全可靠性较差。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种磁流变软启动器，实现磁流变传动到摩擦片传动的快速转变，有效减少磁流变液颗粒的磨损，提高软启动器的使用寿命，同时实现励磁线圈在断电时动力的不间断传递。
为了实现上述目的，本磁流变软启动器包括安装在由左固定导磁外壳、中固定导磁外壳和右固定导磁外壳构成的凹槽内的励磁线圈，分别固定在左、右固定导磁外壳上的左端盖和固定轴承座，主传动轴与左旋转导磁侧板、主旋转隔磁壳和右旋转导磁侧板固定连接，从传动轴与右从动连接板、从旋转隔磁壳和左从动挡板固定连接，主摩擦片组和从摩擦片组分别通过花键嵌套在主旋转隔磁壳内部和从旋转隔磁壳外部；
在主摩擦片组和从摩擦片组与主旋转隔磁壳和从旋转隔磁壳之间均设有隔离弹簧组；在摩擦片组和从旋转隔磁壳与右从动连接板之间设有滑动压板，滑动压板的上部左端面和摩擦片组直接接触，滑动压板的下部左端面和从旋转隔磁壳之间设有滑动压板左工作腔，滑动压板和右从动连接板之间通过碟簧连接。
滑动压板左工作腔依次通过从旋转隔磁壳内流道、右从动连接板内流道和从传动轴内流道与位于右端盖上开设的压力油进口连通。
摩擦片上设有矩形槽。
与现有技术相比，本磁流变软启动器采用弹簧组将摩擦片分隔开，摩擦片间的工作间距可调，通过控制滑动压板左工作腔内的油压，摩擦片组边缘处滑动压板在碟簧作用下可快速压紧主从摩擦片；实现了在设备启动阶段采用磁流变液传动，而设备在启动结束后的正常运转阶段采用摩擦片传动，达到磁流变传动到摩擦片传动的快速转变的目的，有效减少了磁流变液颗粒的磨损，提高了软启动器的使用寿命，同时实现了励磁线圈在断电时动力的不间断传递。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图。
图中：1、主传动轴，2、左端盖，3、从旋转隔磁壳，4、左从动挡板，5、左固定导磁外壳，6、左旋转导磁侧板，7、主摩擦片组，8、主旋转隔磁壳，9、励磁线圈，10、中固定导磁外壳，11、右固定导磁外壳，12、右旋转导磁侧板，13、从摩擦片组，14、隔离弹簧组，15、滑动压板，16、碟簧，17、固定轴承座，18、滑动压板左工作腔，19、右从动连接板，20、压力油进口，21、右端盖，22、从传动轴。
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，本磁流变软启动器包括安装在由左固定导磁外壳5、中固定导磁外壳10和右固定导磁外壳11构成的凹槽内的励磁线圈9，励磁线圈9在主摩擦片组7和从摩擦片组13之间产生可调磁场，分别固定在左、右固定导磁外壳5和11上的左端盖2和固定轴承座17，主传动轴1与左旋转导磁侧板6、主旋转隔磁壳8和右旋转导磁侧板12固定连接，从传动轴22与右从动连接板19、从旋转隔磁壳3和左从动挡板4固定连接，主摩擦片组7和从摩擦片组13分别通过花键嵌套在主旋转隔磁壳8内部和从旋转隔磁壳3外部，在主摩擦片组7和从摩擦片组13之间充满磁流变液；
在主摩擦片组7和从摩擦片组13与主旋转隔磁壳8和从旋转隔磁壳3之间均设有隔离弹簧组14，隔离弹簧组14将摩擦片隔开；在摩擦片组和从旋转隔磁壳3与右从动连接板19之间设有滑动压板15，滑动压板15的上部左端面和摩擦片组直接接触，滑动压板15的下部左端面和从旋转隔磁壳3之间设有滑动压板左工作腔18，滑动压板左工作腔18内注入压力油，滑动压板15和右从动连接板19之间通过碟簧16连接。
进一步，滑动压板左工作腔18依次通过从旋转隔磁壳3内流道、右从动连接板19内流道和从传动轴22内流道与位于右端盖21上开设的压力油进口20连通，即滑动压板左工作腔18内压力油的流入顺序是：压力油进口20→从传动轴22内流道→右从动连接板19内流道→从旋转隔磁壳3内流道→滑动压板左工作腔18。
进一步，在摩擦片上设有矩形槽，便于磁流变液的流动。
本磁流变软启动器在运转过程中，主传动轴1受外界作用发生旋转，由于主传动轴1、左旋转导磁侧板6、主旋转隔磁壳8和右旋转导磁侧板12间均固定连接，因此上述部件将同步旋转，又由于主旋转隔磁壳8上花键的连接作用，主动摩擦片组7将与主传动轴1做同步旋转。
在设备软启动阶段，滑动压板左工作腔18内的油压将抵消叠簧16的弹力，使得滑动压板15不对摩擦片组产生压力，此时励磁线圈9中通入一定强度的电流，主摩擦片组7和从摩擦片组13之间可产生一定强度磁场，在该磁场作用下，摩擦片工作间隙中的磁流变液将发生流变作用，变为半固态，能够传递一定的剪切力，进而带动从摩擦片组13转动，从摩擦片组13通过花键作用带动固定在一起的从旋转隔磁壳3、右从动连接板19和从传动轴22转动，通过上述过程，实现了动力由主传动轴1到从传动轴22的可控磁流变液传递。
在设备启动结束后的正常运转阶段，励磁线圈9无需通电，由于主摩擦片组7和从摩擦片组13是通过花键嵌套在主旋转隔磁壳8内部和从旋转隔磁壳3外部，且采用隔离弹簧组14隔开，因此摩擦片可左右滑动且工作间距可变；此外，摩擦片上加工有矩形槽，方便磁流变液流动；此时降低滑动压板左工作腔18内的油压，滑动压板15将在叠簧16的弹力作用下左移压紧摩擦片，此时，依靠主摩擦片组7和从摩擦片组13之间的摩擦力传递动力。
综上可见，本磁流变软启动器采用隔离弹簧组14将摩擦片分隔开，摩擦片间的工作间距可调，通过控制滑动压板左工作腔18内的油压，摩擦片组边缘处滑动压板15在碟簧16的弹力作用下可快速压紧摩擦片组；实现了在设备启动阶段采用磁流变液传动，而设备在启动结束后的正常运转阶段采用摩擦片传动，达到磁流变传动到摩擦片传动的快速转变的目的，有效减少了磁流变液颗粒的磨损，提高了软启动器的使用寿命，同时实现了励磁线圈在断电时动力的不间断传递。

Claims (3)

1.一种磁流变软启动器，包括安装在由左固定导磁外壳（5）、中固定导磁外壳（10）和右固定导磁外壳（11）构成的凹槽内的励磁线圈（9），分别固定在左、右固定导磁外壳（5）和（11）上的左端盖（2）和固定轴承座（17），主传动轴（1）与左旋转导磁侧板（6）、主旋转隔磁壳（8）和右旋转导磁侧板（12）固定连接，从传动轴（22）与右从动连接板（19）、从旋转隔磁壳（3）和左从动挡板（4）固定连接，主摩擦片组（7）和从摩擦片组（13）分别通过花键嵌套在主旋转隔磁壳（8）内部和从旋转隔磁壳（3）外部；
其特征在于，在主摩擦片组（7）和从摩擦片组（13）与主旋转隔磁壳（8）和从旋转隔磁壳（3）之间均设有隔离弹簧组（14）；在摩擦片组和从旋转隔磁壳（3）与右从动连接板（19）之间设有滑动压板（15），滑动压板（15）的上部左端面和摩擦片组直接接触，滑动压板（15）的下部左端面和从旋转隔磁壳（3）之间设有滑动压板左工作腔（18），滑动压板（15）和右从动连接板（19）之间通过碟簧（16）连接。
2.根据权利要求1所述的一种磁流变软启动器，其特征在于，滑动压板左工作腔（18）依次通过从旋转隔磁壳（3）内流道、右从动连接板（19）内流道和从传动轴（22）内流道与位于右端盖（21）上开设的压力油进口（20）连通。
3.根据权利要求1所述的一种磁流变软启动器，其特征在于，摩擦片上设有矩形槽。
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