CN103935721A - 一种磁流变液变阻尼托辊 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种磁流变液变阻尼托辊，属于机械制动技术领域。在无阻尼托辊中增加磁流变液变阻尼部分，即将旋转导磁环（9）过盈嵌入旋转壳（6）的内部，旋转导磁环与旋转隔磁板（11）之间通过螺栓固定连接，在旋转隔磁板和静止导磁筒（10）之间的间隙内充满磁流变液（8），并通过密封圈（12）密封，励磁线圈（7）固定在静止导磁筒的凹槽内，静止导磁筒与所述静止轴（1）之间过盈配合连接。本磁流变液变阻尼托辊结构简单紧凑、控制灵活方便，显著降低了成本；可以提供可控阻尼力，有效降低托辊旋转部分的转速，防止了超速现象的发生，继而提高了带式输送机的可靠性，保证安全生产。

Description

一种磁流变液变阻尼托辊
技术领域
本发明涉及一种磁流变液变阻尼托辊，尤其适用于带式输送机的变阻尼托辊，属于机械制动技术领域。
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、建筑、医疗等众多领域得到了广泛应用，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。
托辊是带式输送机重要部件之一，起到承载输送带作用，现有带式输送机尤其是下运带式输送机，在运转过程中很容易出现超速甚至失速现象，造成安全生产事故，为了防止超速现象的发生，下运带式输送机一般需增加集中制动装置以防止超速，设备投入的增加及现有制动装置存在诸多问题致使制动成本较高且制动效果并不理想。
磁流变液变阻尼托辊作为磁流变液又一新型应用领域，具有响应速度快（一般为毫秒级）、部件磨损较小、控制简单、体积小、控制能源消耗低、对外界杂质的干扰不敏感等特点，可根据带式输送机超速幅度灵活调节阻尼力，是一种较为理想的变阻尼托辊，可以有效解决带式输送机超速问题。目前国内已经有许多有关带式输送机托辊的专利文献，如公开号为CN101580177的中国发明专利2009年11月18日公开了“可控制动托辊”，其通过液压力控制动、静摩擦片间的摩擦力实现可控制动，但控制系统复杂且实现成本较高；公开号为CN101695972A的中国发明专利公开了“一种液压阻尼托辊”，其通过容积泵实现对胶带制动力矩的调节，装置结构较为复杂且实现成本非常高。
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液变阻尼托辊，结构简单紧凑、控制灵活方便，显著降低成本；可以提供可控阻尼力，能够灵活控制带式输送机的速度，防止超速现象的发生，继而提高带式输送机的可靠性，保证安全生产。
为了实现上述目的，本磁流变液变阻尼托辊包括托辊部分和磁流变液变阻尼部分；所述托辊部分包括静止轴、挡板、迷宫密封、轴承、轴承座和旋转壳；所述静止轴与所述轴承座之间连接迷宫密封和轴承，轴承座与所述旋转壳通过焊接方式固定连接，所述挡板与轴承座过盈配合连接；
所述磁流变液变阻尼部分包括励磁线圈、旋转导磁环、静止导磁筒、旋转隔磁板和密封圈；所述旋转导磁环过盈嵌入所述旋转壳的内部，旋转导磁环与所述旋转隔磁板之间通过螺栓固定连接，在旋转隔磁板和所述静止导磁筒之间的间隙内充满磁流变液，并通过密封圈密封，所述励磁线圈固定在静止导磁筒的凹槽内，静止导磁筒与所述静止轴之间过盈配合连接。
进一步，固定在所述静止导磁筒凹槽内的励磁线圈有多个，且相邻两个线圈的绕制方向相反。
进一步，所述静止导磁筒的长度可调。
与现有技术相比，本磁流变液变阻尼托辊结构简单紧凑、控制灵活方便，显著降低了成本；可以提供可控阻尼力，能够灵活控制带式输送机的速度，防止了超速现象的发生，继而提高了带式输送机的可靠性，保证安全生产。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图。
图中：1、静止轴，2、挡板，3、迷宫密封，4、轴承，5、轴承座，6、旋转壳，7、励磁线圈，8、磁流变液，9、旋转导磁环，10、静止导磁筒，11、旋转隔磁板，12、密封圈。
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，本磁流变液变阻尼托辊包括托辊部分和磁流变液变阻尼部分；所述托辊部分包括静止轴1、挡板2、迷宫密封3、轴承4、轴承座5和旋转壳6；所述静止轴1与所述轴承座5之间连接迷宫密封3和轴承4，轴承座5与所述旋转壳6通过焊接方式固定连接，所述挡板2与轴承座5过盈配合连接；
所述磁流变液变阻尼部分包括励磁线圈7、旋转导磁环9、静止导磁筒10、旋转隔磁板11和密封圈12；所述旋转导磁环9过盈嵌入所述旋转壳6的内部，旋转导磁环9与所述旋转隔磁板11之间通过螺栓固定连接，在旋转隔磁板11和所述静止导磁筒10之间的间隙内充满磁流变液8，并通过密封圈12密封，所述励磁线圈7固定在静止导磁筒10的凹槽内，静止导磁筒10与所述静止轴1之间过盈配合连接。
进一步，固定在所述静止导磁筒10凹槽内的励磁线圈7有多个，且相邻两个线圈的绕制方向相反，可以有效提高阻尼力，且结构较为紧凑。
进一步，所述静止导磁筒10的长度可调，当阻尼力不足时，可以增长静止导磁筒10，同时增加励磁线圈7的数量，并使相邻线圈间绕制方向相反，以保证磁路的正确性。
本磁流变液变阻尼托辊在运转过程中，旋转壳6表面受输送带摩擦作用产生旋转，带动与旋转壳6过盈配合连接的旋转导磁环9旋转，静止轴1与外界支架固定连接处于静止状态，与静止轴1过盈配合连接的静止导磁筒10亦处于静止状态。
当带式输送机处于正常运转状态即未出现超速时，励磁线圈7中未通入电流，旋转导磁环9和静止导磁筒10之间的工作间隙内无磁场，磁流变液8处于液态，托辊旋转部分未受到阻尼作用，处于无阻尼状态。
当带式输送机处于超速状态时，励磁线圈7中通入一定强度的电流，旋转导磁环9和静止导磁筒10之间将产生可变磁场，使磁流变液8处于半固体状态，继而产生一定的剪切力，托辊旋转部分受到可变阻尼力的作用，将处于变阻尼状态，即可有效降低托辊旋转部分的转速，提高带式输送机的可靠性，保证安全生产。
本磁流变液变阻尼托辊结构简单紧凑、控制灵活方便，显著降低了成本；可以提供可控阻尼力，有效降低了托辊旋转部分的转速，防止了超速现象的发生，继而提高了带式输送机的可靠性，保证安全生产。

Claims (3)

1.一种磁流变液变阻尼托辊，包括托辊部分和磁流变液变阻尼部分；所述托辊部分包括静止轴（1）、挡板（2）、迷宫密封（3）、轴承（4）、轴承座（5）和旋转壳（6）；所述静止轴（1）与所述轴承座（5）之间连接迷宫密封（3）和轴承（4），轴承座（5）与所述旋转壳（6）通过焊接方式固定连接，所述挡板（2）与轴承座（5）过盈配合连接；
其特征在于，所述磁流变液变阻尼部分包括励磁线圈（7）、旋转导磁环（9）、静止导磁筒（10）、旋转隔磁板（11）和密封圈（12）；所述旋转导磁环（9）过盈嵌入所述旋转壳（6）的内部，旋转导磁环（9）与所述旋转隔磁板（11）之间通过螺栓固定连接，在旋转隔磁板（11）和所述静止导磁筒（10）之间的间隙内充满磁流变液（8），并通过密封圈（12）密封，所述励磁线圈（7）固定在静止导磁筒（10）的凹槽内，静止导磁筒（10）与所述静止轴（1）之间过盈配合连接。
2.根据权利要求1所述的一种磁流变液变阻尼托辊，其特征在于，固定在所述静止导磁筒（10）凹槽内的励磁线圈（7）有多个，且相邻两个线圈的绕制方向相反。
3.根据权利要求1或2所述的一种磁流变液变阻尼托辊，其特征在于，所述静止导磁筒（10）的长度可调。
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