CN105952810B

CN105952810B - 电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器

Info

Publication number: CN105952810B
Application number: CN201610530892.5A
Authority: CN
Inventors: 黄金; 乔臻; 袁发鹏
Original assignee: Chongqing University of Technology
Current assignee: Chongqing University of Technology
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-26
Anticipated expiration: 2036-07-07
Also published as: CN105952810A

Abstract

本发明公开了一种电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，包括左壳体、右壳体、主动轴、从动轴、从动盘以及外圆筒；所述从动盘上沿其周向设有数块摩擦块；在从动盘与右壳体之间设有一衔铁盘，在从动盘右侧对应导向槽分别设有一锥形孔，所述锥形孔与导向槽相连通；所述推杆远离摩擦块的一端、从动盘、衔铁盘、外圆筒、连接盘、以及主动盘之间形成工作腔，在该工作腔内填充有磁流变液；在右壳体内侧设有一线圈槽，在该线圈槽内设有励磁线圈；在主动轴上套设有碳刷滑环，所述励磁线圈的两端通过导线与该碳刷滑环相连。本发明能够有效增大磁流变液的传递扭（转）矩，提高传递效率，并提高离合器使用的经济性。

Description

电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器

技术领域

本发明涉及离合器技术领域，尤其涉及一种电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器。

背景技术

磁流变液传动在机械传动工程领域的应用较为广泛，如发明专利CN100443758C公开的“磁流变液风扇离合器”，它改进了主动片的结构，使得在工作过程中磁流变液可以在主动片与被动片之间形成的空间内反复流动，这一改进利于散热，延长了磁流变液的使用寿命。发明专利CN102312939A公开的“一种磁流变液风扇离合器”，它设计了两个绕向相反的线圈，这种设计使得输出的磁场较为稳定；另外，还在工作腔中的主动轴上增加了一个加压浆，使得在工作过程中因加压浆的旋转挤压磁流变液产生较大的压力，增大了输出动力。发明专利CN102562857A公开的“一种锥形挤压—剪切式磁流变离合器”，利用衔铁在磁场作用下受力的特点制成输出盘，当励磁线圈通入电流后，衔铁输出盘被吸引而挤压受磁场作用的磁流变液，依靠磁流变液的剪切和挤压共同模式而增大输出动力。发明专利CN1424516A公开的“离心式磁流变液离合器”，它利用离心滑块在离心力的作用下，自加压磁流变液而产生更大的剪切应力，从而提高输出转矩。

目前，磁流变液传动器件存在着以下缺陷：1、磁流变液传动传递转矩较小；2、传递的效率较低；3、磁流变液在达到磁饱和后，线圈电流继续增大，离合器传递动力增加量很小，这时靠增大电流来实现输出动力的增大会很不经济。对于如何提高磁流变液离合器传递动力、效率和提高经济性，已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，能够有效增大磁流变液的传递扭（转）矩，提高传递效率，并提高离合器使用的经济性。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是这样的：一种电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，包括左壳体、右壳体、主动轴、从动轴、从动盘以及外圆筒；所述右壳体包括主动盘和连接盘，该连接盘具有向右凸出的连接凸台，所述连接凸台套设在主动盘上，并与主动盘固定连接；所述左壳体和连接盘分别与外圆筒的两端固定连接；所述主动轴与主动盘相连，通过主动轴能够带动主动盘、连接盘、外圆筒以及左壳体转动；所述从动轴通过密封轴承与左壳体相连，其右端伸入右壳体内，并通过密封轴承与主动盘固定连接；所述从动盘位于左壳体与右壳体之间，并套设在从动轴上且与从动轴固定连接，通过该从动盘能够带动从动轴转动，该从动盘的左侧与左壳体之间、右侧与右壳体之间以及外缘与外圆筒之间均具有间隙；其特征在于：所述从动盘上沿其周向设有数块摩擦块，所述摩擦块分别与一推杆相连；在从动盘的外圆周面上对应推杆设有推杆槽，所述推杆位于该推杆槽内，在推杆槽的底部设有导向槽，推杆远离摩擦块的一端插入该导向槽内；在摩擦块与推杆槽底部之间设有第一弹簧，所述第一弹簧套设在推杆上，其两端分别于摩擦块和推杆槽底部固定连接，当从动盘静止时，在第一弹簧的作用下，摩擦块与外圆筒之间具有间隙；

在从动盘与右壳体之间设有一衔铁盘，该衔铁盘的右侧具有一锥形凸台，所述锥形凸台绕衔铁盘一周，在右壳体内侧，对应该锥形凸台设有锥形槽；在从动盘右侧设有与衔铁盘相对应的衔铁盘容置槽，所述衔铁盘位于该衔铁盘容置槽内；在衔铁盘容置槽内设有数个通孔，所述通孔贯穿从动盘的左侧，在该通孔内设有一回位杆，所述回位杆的右端与衔铁盘固定连接，左端穿过通孔后与一限位螺母相连，在从动盘的左侧对应限位螺母设有螺母容置槽；在限位螺母与螺母容置槽底部之间设有第二弹簧，所述第二弹簧套设在回位杆上，其两端分别于限位螺母和螺母容置槽底部固定连接；仅在第二弹簧的作用下，衔铁盘与衔铁盘容置槽底部紧贴；

在从动盘右侧对应导向槽分别设有一锥形孔，所述锥形孔与导向槽相连通，其靠近导向槽一端的孔径小于靠近从动盘右侧一端的孔径；所述外圆筒靠近右端处具有向内凸出的密封凸台，所述密封凸台与从动盘贴合；所述推杆远离摩擦块的一端、从动盘、衔铁盘、外圆筒、连接盘、以及主动盘之间形成工作腔，在该工作腔内填充有磁流变液；

在右壳体内侧设有一线圈槽，在该线圈槽内设有励磁线圈；在主动轴上套设有碳刷滑环，所述励磁线圈的两端通过导线与该碳刷滑环相连。

进一步地，所述左壳体、主动轴、从动轴、从动盘、主动盘以及连接盘的轴心线重合。

进一步地，在推杆与导向槽之间、从动盘与密封凸台之间、以及衔铁盘与衔铁盘容置槽的两侧壁之间均设有密封圈。

进一步地，在左壳体上开设有数个气孔。

进一步地，所述推杆槽沿从动盘的径向设置。

进一步地，在连接盘上设有与工作腔相连通的注液孔，在该注液孔内设有注液螺塞。

进一步地，在左壳体的外侧设有一端盖，所述端盖套设在从动轴上，并与左壳体固定连接，且将密封轴承固定在左壳体内。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.利用磁流变液作为传动介质，其响应速度更快，提高了传递效率。

2.衔铁盘采用锥形凸台设计和右壳体采用锥形凹槽设计，这增大了产生磁流变效应的有效长度，进一步增大了磁流变液传递的动力。

3.摩擦块在离心力作用下克服第一弹簧的拉力与外圆筒紧贴并产生摩擦力，增大了传递动力，并且在磁流变液受挤压而增大产生摩擦力的正压力来增大了在离心力作用下的摩擦力，这再一次增大了传递动力。

4.在励磁线圈通电作用下，由磁流变液产生剪切和挤压双重作用的应力、离心力作用下的摩擦力和磁流变液受挤压而增大的离心力作用下的摩擦力这三种模式共同作用传递动力，具有传递较大动力的特点；当该磁流变液在失效的作用下，依然能依靠离心作用来产生的摩擦力和磁流变液受挤压而增大摩擦力的两种模式传递动力，具有传递的可靠性和安全性；并且提高离合器整体工作过程中的经济性。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为从传动盘的主示意。

图3为图2沿A—A向的剖视图。

图4为衔铁盘的主视图。

图5为图4沿B—B向的剖视图。

图中：1—左壳体，2—主动盘，3—连接盘，4—连接凸台，5—主动轴，6—从动轴，7—从动盘，8—外圆筒，9—密封轴承，10—摩擦块，11—推杆，12—推杆槽，13—导向槽，14—第一弹簧，15—衔铁盘，16—锥形凸台，17—通孔17，18—回位杆，19—限位螺母，20—第二弹簧，21—锥形孔，22—密封凸台，23—磁流变液，24—励磁线圈，25—碳刷滑环，26—气孔，27—注液螺塞，28—端盖。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

实施例：参见图1至图5，一种电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，包括左壳体1、右壳体、主动轴5、从动轴6、从动盘7以及外圆筒8。在左壳体1上开设有数个气孔26，所述气孔26均匀分布于同一圆周上。所述右壳体包括主动盘2和连接盘3，该连接盘3具有向右凸出的连接凸台4，所述连接凸台4套设在主动盘2上，并与主动盘2固定连接。所述左壳体1和连接盘3分别通过连接螺栓与外圆筒8的两端固定连接。

所述主动轴5与主动盘2相连，通过主动轴5能够带动主动盘2、连接盘3、外圆筒8以及左壳体1转动。所述从动轴6通过密封轴承9与左壳体1相连，其右端伸入右壳体内，并通过密封轴承9与主动盘2固定连接，其中，在主动盘2上设有轴承槽，所述密封轴承9与该轴承槽过盈配合在一起；所述左壳体1、主动轴5、从动轴6、从动盘7、主动盘2以及连接盘3的轴心线重合。具体实施时，在左壳体1上设有一轴承孔，所述密封轴承9位于该轴承孔内，并套设在从动轴6上，且密封轴承9与从动轴6和左壳体1均过盈配合。在左壳体1的外侧设有一端盖28，所述端盖28套设在从动轴6上，并与左壳体1固定连接，且将密封轴承9固定在左壳体1内；通过轴承端盖28来实现密封轴承9的定位。所述从动盘7位于左壳体1与右壳体之间，并套设在从动轴6上且与从动轴6固定连接，通过该从动盘7能够带动从动轴6转动，该从动盘7的左侧与左壳体1之间、右侧与右壳体之间以及外缘与外圆筒8之间均具有间隙。

所述从动盘7上沿其周向设有数块摩擦块10，所述摩擦块10分别与一推杆11相连，作为一种实施方式，所述摩擦块10为4块，并绕从动盘7一周均匀分布。在从动盘的外圆周面上对应推杆11设有推杆11槽，所述推杆11位于该推杆11槽内，具体实施时，所述推杆11槽沿从动盘7的径向设置，这样，当从动盘7转动时，摩擦块10及推杆11受到的离心力更大。在推杆11槽的底部设有导向槽13，推杆11远离摩擦块10的一端插入该导向槽13内；推杆11与导向槽13之间密封圈，其中，所述密封圈与导向槽13上部固定连接。在摩擦块10与推杆11槽底部之间设有第一弹簧14，所述第一弹簧14套设在推杆11上，其两端分别于摩擦块10和推杆11槽底部固定连接，当从动盘7静止时，在第一弹簧14的作用下，摩擦块10与外圆筒8之间具有间隙。

在从动盘7与右壳体之间设有一衔铁盘15，该衔铁盘15的右侧具有一锥形凸台16，所述锥形凸台16绕衔铁盘15一周；在右壳体内侧，对应该锥形凸台16设有锥形槽。在从动盘7右侧设有与衔铁盘15相对应的衔铁盘容置槽，所述衔铁盘容置槽的深度与衔铁盘15的厚度一致，所述衔铁盘15位于该衔铁盘容置槽内；该衔铁盘15与衔铁盘容置槽的两侧壁之间均设有密封圈，所述密封圈与衔铁盘容置槽固定连接。在衔铁盘容置槽内设有数个通孔，具体实施时，所述通孔的轴向与从动盘7的轴向一致，且该通孔贯穿从动盘7的左侧。在该通孔内设有一回位杆18，所述回位杆18的右端与衔铁盘15固定连接，左端穿过通孔后与一限位螺母19相连，在从动盘7的左侧对应限位螺母19设有螺母容置槽，所述螺母容置槽的深度大于限位螺母19的厚度；其中，所述回位杆18与推杆槽错位分布，从而避免回位杆18与推杆11的移动产生干涉。在限位螺母19与螺母容置槽底部之间设有第二弹簧20，所述第二弹簧20套设在回位杆18上，其两端分别于限位螺母19和螺母容置槽底部固定连接；仅在第二弹簧20的作用下（即励磁线圈24不通电），衔铁盘15位于衔铁盘容置槽内，并与衔铁盘容置槽底部紧贴。

在从动盘7右侧对应导向槽13分别设有一锥形孔21，所述锥形孔21与导向槽13相连通，其靠近导向槽13一端的孔径小于靠近从动盘7右侧一端的孔径；其中，锥形孔21与导向槽13相连通的一端位于导向槽13内的密封圈下方。所述外圆筒8靠近右端处具有向内凸出的密封凸台22，所述密封凸台22与从动盘7贴合；在从动盘7与密封凸台22之间也设有密封圈。所述推杆11远离摩擦块10的一端、从动盘7、衔铁盘15、外圆筒8、连接盘3、以及主动盘2之间形成工作腔，在该工作腔内填充有磁流变液23；在连接盘3上设有与工作腔相连通的注液孔，在该注液孔内设有注液螺塞27，以便于往工作腔中注入磁流变液23。

在右壳体内侧设有一线圈槽，在该线圈槽内设有励磁线圈24；具体实施时，所述主动盘2呈“凸”字形，该主动盘2与连接盘3凸台组合形成线圈槽。在主动轴5上套设有碳刷滑环25，所述励磁线圈24的两端通过导线与该碳刷滑环25相连；其中，在主动盘2上设有导线孔，所述导线从该导线孔穿过后与碳刷滑环25相连。

工作过程中，励磁线圈24通电产生磁场作用于磁流变液23，磁流变液23产生剪切屈服应力而传递转矩，传递效率更快；在转矩传递的过程中，摩擦块10在离心力的作用下与外圆筒8贴合并产生摩擦转矩，这进一步增大了传递动力；同时，衔铁盘15在磁场的作用下而向右轴向移动，这使得工作腔中的压力增大，工作腔中的磁流变液23在压力的作用下经锥形孔21进入导向槽13，并对推杆11形成推力，这进一步增大了摩擦转矩；且在工作过程中磁流变液23产生剪切和挤压应力共同作用输出动力，这再一次增大了传递动力；由于衔铁盘15采用锥形凸台16设计和右壳体采用锥形凹槽设计，这增大了产生磁流变效应的有效长度，进一步增大了磁流变液23传递的动力。另外，随着励磁线圈24电流的增大，其产生的磁场增大，使得衔铁盘15受到的磁力增大，进一步压缩磁流变液23，从而增加磁流变液23的传递能力，同时，通过磁流变液23对推杆11施加更大的推力，使摩擦块10与外圆筒8之间的摩擦力增大，进一步提高转矩的传递，从而提高离合器整体工作的经济性。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，包括左壳体、右壳体、主动轴、从动轴、从动盘以及外圆筒；所述右壳体包括主动盘和连接盘，该连接盘具有向右凸出的连接凸台，所述连接凸台套设在主动盘上，并与主动盘固定连接；所述左壳体和连接盘分别与外圆筒的两端固定连接；所述主动轴与主动盘相连，通过主动轴能够带动主动盘、连接盘、外圆筒以及左壳体转动；所述从动轴通过密封轴承与左壳体相连，其右端伸入右壳体内，并通过密封轴承与主动盘固定连接；所述从动盘位于左壳体与右壳体之间，并套设在从动轴上且与从动轴固定连接，通过该从动盘能够带动从动轴转动，该从动盘的左侧与左壳体之间、右侧与右壳体之间以及外缘与外圆筒之间均具有间隙；其特征在于：所述从动盘上沿其周向设有数块摩擦块，所述摩擦块分别与一推杆相连；在从动盘的外圆周面上对应推杆设有推杆槽，所述推杆位于该推杆槽内，在推杆槽的底部设有导向槽，推杆远离摩擦块的一端插入该导向槽内；在摩擦块与推杆槽底部之间设有第一弹簧，所述第一弹簧套设在推杆上，其两端分别于摩擦块和推杆槽底部固定连接，当从动盘静止时，在第一弹簧的作用下，摩擦块与外圆筒之间具有间隙；

2.根据权利要求1所述的电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，其特征在于：所述左壳体、主动轴、从动轴、从动盘、主动盘以及连接盘的轴心线重合。

3.根据权利要求1所述的电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，其特征在于：在推杆与导向槽之间、从动盘与密封凸台之间、以及衔铁盘与衔铁盘容置槽的两侧壁之间均设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，其特征在于：在左壳体上开设有数个气孔。

5.根据权利要求1所述的电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，其特征在于：所述推杆槽沿从动盘的径向设置。

6.根据权利要求1所述的电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，其特征在于：在连接盘上设有与工作腔相连通的注液孔，在该注液孔内设有注液螺塞。

7.根据权利要求1所述的电磁挤压锥形式磁流变液自加压离合器，其特征在于：在左壳体的外侧设有一端盖，所述端盖套设在从动轴上，并与左壳体固定连接，且将密封轴承固定在左壳体内。