CN107061558A - 一种壁冷式多筒磁流变液制动器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制动装置技术领域，具体涉及一种大制动力矩的壁冷式多筒磁流变液制动器，包括传动轴、左轴承端盖、左基座、左外壳、中间盘、励磁线圈、从动圆筒、主动圆筒、主动圆筒基座、外壳筒、磁流变液、右基座、右外壳、右轴承端盖等，从动圆筒和主动圆筒在形成的缝隙中相互间插，缝隙中充满磁流变液。本发明为对称结构，制动面积大，制动时大大增加制动力矩；外壳筒中有圆形通孔，可采用水冷方式散热，改善制动性能；励磁线圈安置在两旁，没有非工作间隙，结构紧凑。
Description
技术领域
本发明涉及制动装置技术领域，具体涉及一种大制动力矩的壁冷式多筒磁流变液制动器。
背景技术
磁流变液是一种新型智能材料，它的流变特性能随着施加的磁场变化发生迅速、连续的变化，在无磁场时表现为良好的牛顿流体，自由流动，施加磁场时表现为Bingham体高粘度、低流动性特性。这一材料自19世纪40年代被发现，虽然一开始没有受到重视，但是因为具有良好的动力学稳定性和温度稳定性，因而比电流变液的性能更优越，近年来备受关注。特别是这种连续、可逆、易控、易于操作的特点，使得磁流变液在机械相关领域得到越来越多的研究和应用。磁流变制动器作为磁流变的应用之一，是一种新型线控制动器。
经对现有文献研究发现，中国专利(公开号CN102146968A)公开的一种多盘式磁流变制动器，采用盘式制动器，通过增加摩擦片数量来增大制动力矩，但盘式制动器径向尺寸偏大，不适合在较高的转速下使用。圆筒式磁流变制动器则以制动盘的圆柱面为工作面，离心作用小，传动稳定。中国专利(公开号CN1779289A)公开的一种回转式磁流变液制动器，整体包括定子、转子和其中的磁流变液，励磁线圈绕在转轴上，但是这个结构制动力矩小，空间利用率低。而且磁流变液工作时导致液体温度升高，由于磁流变液中各组分性能均不同程度地受温度影响，所以温升将会严重影响其输出特性，制动效果变差。因此，为了更好解决制约磁流变制动器应用的问题，就要注意在增加制动力矩时保持结构紧凑，降低能耗。
发明内容
针对现有技术的问题，本发明的目的在于提供一种便捷的、励磁线圈旁置式的大扭矩、具有散热功能的壁冷式多筒磁流变液制动器。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种壁冷式多筒磁流变液制动器，包括：传动轴、左轴承端盖、左基座、左外壳、中间盘、励磁线圈、从动圆筒、主动圆筒、主动圆筒基座、外壳筒、磁流变液、右基座、右外壳、右轴承端盖，具体结构如下：
主动圆筒基座固定在传动轴上，主动圆筒基座的左右两侧分别设置左基座和右基座于传动轴外侧，左轴承端盖、右轴承端盖分别设置在传动轴的左右两端，左轴承端盖与左基座的一端固定，右轴承端盖与右基座的一端固定；左基座上置有左外壳，右基座上置有右外壳，左励磁线圈置于左外壳中，右励磁线圈置于右外壳中，左励磁线圈和右励磁线圈通过中间盘固定；左基座与右基座之间设外壳筒，外壳筒中设有水道；
主动圆筒基座的两侧分别与中间盘相对应，外壳筒与传动轴相对应，主动圆筒基座、中间盘、外壳筒、左基座和右基座之间形成的腔室中设置从动圆筒、主动圆筒；从动圆筒安装在中间盘上，主动圆筒安装在主动圆筒基座上；从动圆筒和主动圆筒在形成的缝隙中相互间插，缝隙中充满磁流变液。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，主动圆筒基座通过轴肩和键固定在传动轴上，主动圆筒基座通过键在传动轴转动时传递扭矩；左基座与传动轴通过左轴承传动连接，右基座与传动轴通过右轴承传动连接，左轴承和右轴承为深沟球轴承，左轴承和右轴承分别通过轴承端盖和轴肩轴向固定，右轴承端盖端面封闭，左轴承端盖中间开有通孔，传动轴穿过左轴承端盖。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，左轴承端盖通过小紧定螺钉与左基座的一端固定，左基座与主动圆筒基座接触面上设置密封圈；右轴承端盖通过小紧定螺钉与右基座的一端固定，右基座与主动圆筒基座接触面上设置密封圈；左基座与右基座之间设外壳筒，左基座和右基座分别与外壳筒通过大紧定螺钉连接。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，磁流变液所在的腔室通过左基座和右基座上的密封圈形成磁流密封；当励磁线圈未通入电流时，磁流变液基本不产生制动；当给励磁线圈通电后磁感线垂直于主从动圆筒，各个圆筒缝隙之间的磁流变液产生磁感应强度，每个圆筒的内外表面都受到固化后磁流变液的剪切力。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，在外壳筒内部开有中通孔，使制动器的冷却路线为：水流经过左外壳、中间盘、外壳体的中通孔流向右外壳，带走热量，消除温度变化对磁流变液的影响。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，两个励磁线圈分别置于左右外壳中，靠中间盘固定，没有非工作间隙。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，中间盘、主动圆筒基座、传动轴采用隔磁性材料，其余为导磁性材料。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，主动圆筒、从动圆筒为两层以上圆筒，圆筒的数量根据需要增减。
所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，主动圆筒采用焊接方式固连在主动圆筒基座上，从动圆筒采用焊接方式固连在中间盘上。
本发明的优点及有益效果是：
1、本发明壁冷式多筒磁流变液制动器包括：其特征在于设在传动轴上的主动圆筒基座左右两侧固连主动圆筒，从动圆筒固连在中间盘上，从动圆筒和主动圆筒互相间插，形成的空隙中充满磁流变液；传动轴通过轴承与左右基座相连，左右轴承端盖通过小紧定螺钉分别和左右基座相固定，左基座与右基座之间设外壳筒，用大紧定螺钉相连，外壳筒中设有水道；主从动圆筒分别采用焊接等方式固连在主动圆筒基座和中间盘上，圆筒组的数量可以适当增减。本发明制动器有散热功能，外壳筒内部有多个中通孔，让水流通过，带走热量。
2、与现有技术相比，本发明采用壁冷式多筒磁流变液制动器，左右都有多层圆筒，在左右圆筒的插间配合下，每个圆筒组的内外表面都是有效工作面，间隙中的磁流变液分布均匀，大大增加制动力矩，改善现有磁流变液制动器制动力矩太小的缺陷。而且，外壳筒上开有多个中通孔，能让冷却水同过，消除磁流变液由温度变化带来的不利影响。采用励磁线圈旁置式结构，把励磁线圈置于圆筒的两侧基座内，相比较外置线圈式磁流变制动器，此结构没有非工作间隙，空间利用率高。
3、本发明结构紧凑，制动力矩大，有散热功能。
附图说明
图1是本发明剖面结构示意图。
图2是本发明的外壳筒主剖面示意图。
图3是本发明的外壳筒结构俯视图。
图中：1.传动轴，2.小紧定螺钉，3.左轴承端盖，4.左基座，5.左轴承，6.左外壳，7.左励磁线圈；8.大紧定螺钉，9.中间盘一，10.从动圆筒一，11.主动圆筒，12.外壳筒，13.水道，14.从动圆筒二，15.中间盘二，16.右励磁线圈，17.右外壳，18.右基座，19.右轴承，20.右轴承端盖，21.密封圈，22.主动圆筒基座，23.键，24.磁流变液。
具体实施方式
下面，结合附图对本发明进一步的详细描述。
如图1-图3所示，本发明壁冷式多筒磁流变液制动器，主要包括：
传动轴1、小紧定螺钉2、左轴承端盖3、左基座4、左轴承5、左外壳6、左励磁线圈7、大紧定螺钉8、中间盘一9、从动圆筒一10、主动圆筒11、外壳筒12、水道13(冷却路线)、从动圆筒二14、中间盘二15、右励磁线圈16、右外壳17、右基座18、右轴承19、右轴承端盖20、密封圈21、主动圆筒基座22、键23、磁流变液24等，具体结构如下：
主动圆筒基座22通过轴肩和键23固定在传动轴1上，主动圆筒基座22通过键23在传动轴1转动时传递扭矩。主动圆筒基座22的左右两侧分别设置左基座4和右基座18于传动轴1外侧，左基座4与传动轴1通过左轴承5传动连接，右基座18与传动轴1通过右轴承19传动连接。左轴承端盖3、右轴承端盖20分别设置在传动轴1的左右两端，左轴承5通过左轴承端盖3轴向固定，右轴承19通过右轴承端盖20轴向固定，右轴承端盖20端面封闭，左轴承端盖3中间开有通孔，传动轴1穿过左轴承端盖3。
左轴承端盖3通过小紧定螺钉2与左基座4的一端固定，左基座4与主动圆筒基座22的接触面上设置密封圈动密封；右轴承端盖20通过小紧定螺钉与右基座18的一端固定，右基座18与主动圆筒基座22的接触面上设置密封圈21动密封；左基座4上置有左外壳6，右基座18上置有右外壳17，左外壳6和右外壳17之间设置外壳筒12，通过大紧定螺钉8相连；在左外壳6中嵌有左励磁线圈7，左励磁线圈7右侧靠中间盘一9固定，在右外壳17中嵌有右励磁线圈16，右励磁线圈16左侧靠中间盘二15固定，中间盘一9、中间盘二15、主动圆筒基座22、传动轴1采用隔磁材料，其余为导磁材料。
主动圆筒基座22的两侧分别与左基座4和右基座18相对应，外壳筒12与传动轴1相对应，主动圆筒基座22、中间盘一9、中间盘二15、外壳筒12、左基座4和右基座18之间形成的腔室中设置主动圆筒11、从动圆筒一10、从动圆筒二14，主动圆筒11、从动圆筒一10、从动圆筒二14通过焊接方式分别安装在中间盘一9、中间盘二15上，主动圆筒11通过焊接方式安装在主动圆筒基座22上。从动圆筒一10、从动圆筒二14和主动圆筒11在形成的缝隙中相互间插，缝隙中充满磁流变液24。
当左励磁线圈7、右励磁线圈16未通入电流时，磁流变液24基本不产生制动效果；当给左励磁线圈7、右励磁线圈16通电后，磁感线垂直于主动圆筒11、从动圆筒一10、从动圆筒二14，各个圆筒缝隙之间的磁流变液24产生磁感应强度，每个圆筒的内外表面都受到固化后磁流变液24的剪切力，极其显著地提高了装置的制动力矩，且结构紧凑，空间利用率高，极大的节省资源。
外壳筒12通过大紧定螺钉8与左外壳6、右外壳17固定，在外支撑保护，因为磁流变液24中的磁性颗粒在高温的影响下不易形成链状结构，制动效果不好，所以在外壳筒12内部开有多个中通孔(图2-图3)，冷却路线如下：水流可经过左外壳6、中间盘一9、中通孔、中间盘二15流向右外壳17，带走热量，消除温度变化对磁流变液的影响，改善制动性能。
Claims (9)
1.一种壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，包括：传动轴、左轴承端盖、左基座、左外壳、中间盘、励磁线圈、从动圆筒、主动圆筒、主动圆筒基座、外壳筒、磁流变液、右基座、右外壳、右轴承端盖，具体结构如下：
主动圆筒基座固定在传动轴上，主动圆筒基座的左右两侧分别设置左基座和右基座于传动轴外侧，左轴承端盖、右轴承端盖分别设置在传动轴的左右两端，左轴承端盖与左基座的一端固定，右轴承端盖与右基座的一端固定；左基座上置有左外壳，右基座上置有右外壳，左励磁线圈置于左外壳中，右励磁线圈置于右外壳中，左励磁线圈和右励磁线圈通过中间盘固定；左基座与右基座之间设外壳筒，外壳筒中设有水道；
主动圆筒基座的两侧分别与中间盘相对应，外壳筒与传动轴相对应，主动圆筒基座、中间盘、外壳筒、左基座和右基座之间形成的腔室中设置从动圆筒、主动圆筒；从动圆筒安装在中间盘上，主动圆筒安装在主动圆筒基座上；从动圆筒和主动圆筒在形成的缝隙中相互间插，缝隙中充满磁流变液。
2.按照权利要求1所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，主动圆筒基座通过轴肩和键固定在传动轴上，主动圆筒基座通过键在传动轴转动时传递扭矩；左基座与传动轴通过左轴承传动连接，右基座与传动轴通过右轴承传动连接，左轴承和右轴承为深沟球轴承，左轴承和右轴承分别通过轴承端盖和轴肩轴向固定，右轴承端盖端面封闭，左轴承端盖中间开有通孔，传动轴穿过左轴承端盖。
3.按照权利要求1所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，左轴承端盖通过小紧定螺钉与左基座的一端固定，左基座与主动圆筒基座接触面上设置密封圈；右轴承端盖通过小紧定螺钉与右基座的一端固定，右基座与主动圆筒基座接触面上设置密封圈；左基座与右基座之间设外壳筒，左基座和右基座分别与外壳筒通过大紧定螺钉连接。
4.按照权利要求3所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，磁流变液所在的腔室通过左基座和右基座上的密封圈形成磁流密封；当励磁线圈未通入电流时，磁流变液基本不产生制动；当给励磁线圈通电后磁感线垂直于主从动圆筒，各个圆筒缝隙之间的磁流变液产生磁感应强度，每个圆筒的内外表面都受到固化后磁流变液的剪切力。
5.按照权利要求1所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，在外壳筒内部开有中通孔，使制动器的冷却路线为：水流经过左外壳、中间盘、外壳体的中通孔流向右外壳，带走热量，消除温度变化对磁流变液的影响。
6.按照权利要求1所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，两个励磁线圈分别置于左右外壳中，靠中间盘固定，没有非工作间隙。
7.按照权利要求1所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，中间盘、主动圆筒基座、传动轴采用隔磁性材料，其余为导磁性材料。
8.按照权利要求1所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，主动圆筒、从动圆筒为两层以上圆筒，圆筒的数量根据需要增减。
9.按照权利要求8所述的壁冷式多筒磁流变液制动器，其特征在于，主动圆筒采用焊接方式固连在主动圆筒基座上，从动圆筒采用焊接方式固连在中间盘上。
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