CN107100946B - 智能扭矩控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能扭据控制装置，所述智能扭矩控制装置包括：壳体，壳体限定有适于容纳磁流变液的磁流变液填充腔；多个分离片，多个分离片叠置在壳体内；至少一个摩擦片，每个摩擦片设在相邻分离片之间，摩擦片的一部分与相邻分离片接触，摩擦片的另一部分与相邻分离片之间具有与磁流变液填充腔连通的间隙。根据本发明实施例的智能扭据控制装置，可以有效地保护设备受到损坏，实时地根据原动力扭矩或需要的扭矩做出相应的变化。

Description

智能扭矩控制装置

技术领域

本发明涉及传动系统设备技术领域，更具体地，涉及一种智能扭据控制装置。

背景技术

目前机械式扭矩控制装置分为断开式保护和摩擦打滑削峰保护两类。鉴于设备运行的连续性以及可靠性要求，绝大部分机械设备都采用摩擦打滑式扭矩控制。相关技术中的摩擦式扭矩控制装置的扭矩设定值恒定，会随着使用寿命的延长不断衰减，而且很可能在设备启动时打滑，或者启动后扭矩限矩值太高，不能随着设备工作时原动力(电机等)的扭矩变化而变化，进而影响保护效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种智能扭据控制装置，所述智能扭据控制装置随原动力扭矩或需要的扭矩实时改变扭矩限制值，有效保护设备免受冲击载荷和过载损坏。

根据本发明第一方面实施例的智能扭据控制装置，壳体，所述壳体限定有适于容纳磁流变液的磁流变液填充腔；多个分离片，多个所述分离片叠置在所述壳体内；至少一个摩擦片，每个所述摩擦片设在相邻所述分离片之间，所述摩擦片的一部分与相邻所述分离片接触，所述摩擦片的另一部分与相邻所述分离片之间具有与所述磁流变液填充腔连通的间隙。

根据本发明实施例的智能扭据控制装置，通过在摩擦片与相邻分离片之间留有与磁流变液填充腔连通的间隙，可以有效地保护设备受到损坏，实时地根据原动力扭矩或需要的扭矩做出相应的变化。

根据本发明的一个实施例，所述摩擦片的内周缘部分与相邻所述分离片接触，所述摩擦片的外周缘部分与相邻所述分离片之间具有所述间隙，磁流变液可填充到间隙内，在摩擦片和分离片直接产生粘接力，进而提供相应的扭矩。

进一步地，所述摩擦片具有与所述相邻分离片接触的摩擦面和与相邻所述分离片构成所述间隙的磁流变液工作面，所述磁流变液工作面和所述摩擦面为同心设置圆环形且所述摩擦面在所述摩擦片的径向上位于所述磁流变液工作面的内侧。

根据本发明的另一个实施例，所述分离片上设有连通所述磁流变液填充腔和所述间隙的过流孔，磁流变液可通过过流孔在磁流变液填充腔和间隙之间流通。

根据本发明可选的实施例，所述摩擦片的所述另一部分设有沿所述摩擦片的厚度方向贯通所述摩擦片的通流孔，使得磁流变液可以穿过通流孔在分离片和摩擦片之间流通。

可选地，所述智能扭矩控制装置还包括：弹簧，所述弹簧设在所述壳体内且分别止抵所述分离片和所述壳体以使多个所述分离片压紧所述至少一个摩擦片。

进一步地，所述磁流变液填充腔的内壁上设有弹簧座，所述弹簧配合在所述弹簧座内。

可选地，所述智能扭矩控制装置还包括：铜套，所述铜套位于所述壳体内且套设所述多个分离片的外侧；电磁线圈，所述电磁线圈绕设在所述铜套上。

可选地，所述磁流变液的粘度大小与所述电磁线圈通入的电流大小成正比。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的智能扭矩控制装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的智能扭矩控制装置的摩擦片侧视图；

图3是根据本发明实施例的智能扭矩控制装置的摩擦片正面图。

附图标记：

100：智能扭矩控制装置；

11：摩擦片；111：摩擦面；112：磁流变液工作面；11a：通流孔；11b：中心孔；

12：分离片；12a：过流孔；

13：弹簧；131：弹簧座；

14：壳体；14a：填充腔；

20：铜套；30：电磁线圈；40：驱动轴。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1-图3描述根据本发明实施例的智能扭据控制装置100。

如图1所示，根据本发明实施例的智能扭据控制装置100包括壳体14、多个分离片12和至少一个摩擦片11。

壳体14内部限定有磁流变液填充腔14a，在填充腔14a内容纳有磁流变液，多个分离片12重叠布置在壳体14内部，每个摩擦片11设置在相邻的两个分离片12之间，摩擦片11的一部分与所相邻的分离片12相接触(没有间隙)，摩擦片11的另一部分与相邻的分离片12之间具有间隙，该间隙与磁流变液填充腔14a相连通。

具体地，在压紧摩擦片11和分离片12时，摩擦片11的一部分与分离片12紧密接触，摩擦片11的另一部分与分离片12之间具有间隙，这样磁流变液填充腔14a内的磁流变液会进入到摩擦片11与分离片12的间隙内，通电后磁流变液成为高粘度流体，使得摩擦片11与分离片12之间产生连接力，进而提供相应的扭矩。

与传统的扭矩控制装置相比，该智能扭矩控制装置100通过摩擦片11的另一部分与分离片12之间留有间隙，可以使得磁流变液流入间隙内，进而提供相应的扭矩，对设备起到有效地保护作用，避免受到过载或者冲击载荷的损坏，可以实时地改变扭矩限制值。

根据本发明实施例的智能扭矩控制装置100，通过在摩擦片11与分离片12之间留有间隙，在磁流变液流到间隙内时，使得磁流变液的粘度增加，从而在摩擦片11和分离片12之间产生连接力，以产生相应的扭矩，有效保护设备免受损坏，依据原动力扭矩以及所需扭矩实时地改变扭矩限制值。

根据本发明的一个实施例，压紧分离片12与摩擦片11的内周缘部分，此时摩擦片11的内周缘部分与相邻的分离片12相接触，摩擦片11的外周缘部分与相邻的分离片12之间留有间隙，磁流变液填充腔14a内的磁流变液会填充到摩擦片11外周缘与分离片12的间隙中，也就是说，在摩擦片11外周缘与分离片12的间隙内充满了磁流变液，在通电时，高粘度的磁流变液使得摩擦片11与分离片12之间具有连接力。

进一步地，摩擦片11包括摩擦面111和磁流变液工作面112，摩擦面111与相邻的分离片12相互接触，磁流变液工作面112与相邻的分离片12之间具有间隙，磁流变液填充到磁流变液工作面112和分离片12之间的间隙内，磁流变液工作面112通过磁流变液与相邻的分离片12产生作用。

其中，磁流变液工作面112与摩擦面111为同心布置，且均形成为圆环状，摩擦面111沿着摩擦片11的径向位于磁流变液工作面112的内侧，可以理解的是，压紧摩擦片11的内周边缘部分与分离片12时，摩擦面111与分离片12相互紧密接触，磁流变液工作面112与分离片12之间具有间隙，此时磁流变液由磁流变液填充腔14a流入间隙内，即填充到磁流变液工作面112与分离片12之间。

可选地，磁流变液工作面112采用金属材质制作而成，摩擦面111形成为同金属对偶起摩擦的表面，通过摩擦面111与分离片12的接触，为设备提供恒定的扭矩值。

根据本发明的另一个实施例，分离片12上设置有过流孔12a，该过流孔12a分别与磁流变液填充腔14a和间隙相连通，具体地，磁流变液填充腔14a内的磁流变液可以通过分离片12上的过流孔12a进入到分离片12与磁流变液工作面112之间的间隙内，然后再通过相邻分离片12上的过流孔12a进入到相邻的间隙内，直至磁流变液填充满所有的间隙。

如图2和图3所示，根据本发明的又一个实施例，摩擦片11的另一部分(摩擦片11的外周边缘)上设有通流孔11a，通流孔11a沿着摩擦片11的厚度方向贯通，磁流变液通过过流孔12a进入到磁流变液工作面112和分离片12之间的间隙内，再通过摩擦片11上的通流孔11a进入到相邻的间隙内，然后通过分离片12上的过流孔12a流向下一个相邻的间隙内，这样磁流变液依次填充到间隙内，直至将所有的间隙填充满为止。

可选地，智能扭矩控制装置100还包括弹簧13，弹簧13布置在壳体14内，弹簧13的一端止抵在壳体14的内壁上，弹簧13的另一端止抵在分离片12上，这样可以使得多个分离片12压紧至少一个摩擦片11，进而使得摩擦片11的外周边缘与分离片12之间留出间隙。

进一步地，在磁流变液填充腔14a内设置有弹簧座131，弹簧座131形成为柱状，在弹簧座131内配合连接有弹簧13，弹簧13的一端配合连接在弹簧座131的柱型腔体内，另一端止抵在分离片12上，弹簧座131用于固定连接弹簧13，使得弹簧13的一端固定。

可选地，智能扭矩控制装置100还包括：铜套20和电磁线圈30，铜套20位于壳体14内，并且套设在多个分离片12的外侧，即铜套20呈环形状布置在多个分离片12的外侧，电磁线圈30绕设在铜套20上，驱动轴40分别穿过分离片12和摩擦片11上的中心孔12a。

需要说明的是，磁流变液由磁流变液填充腔14a内右侧通过分离片12上的过流孔12a和摩擦片11上的通流孔11a依次进入间隙内，到达壳体14的左侧，沿着壳体14径向向外流动，从左向右绕过电磁线圈30后沿着壳体14径向回流到磁流变液填充腔14a内(如图1中箭头所示)。

具体地，当弹簧13压紧摩擦片11的内圆部分与分离片12时，摩擦片11的磁流变液工作面112与分离片12之间具有间隙，位于磁流变液填充腔14a内的磁流变液填充在间隙内，例如电机启动时，电磁线圈30通电后，为磁流变液提供磁场，此时磁流变液填充腔14a内的磁流变液变为高粘度流体，在摩擦片11和分离片12之间形成有连接力，为电机提供一部分扭矩，由弹簧13压紧的摩擦片11内圆部分与分离片12提供另一部分扭矩。

根据本发明一个实施例，磁流变液的粘度大小与电磁线圈30通入的电流大小成正比，当电磁线圈30的电流减小时，此时磁流变液的粘度降低，摩擦片11与分离片12之间的连接力减小，为电机提供的一部分扭矩对应减小，当电磁线圈30的电流增大时，此时磁流变液的粘度升高，摩擦片11与分离片12之间的连接力变大，为电机提供的一部分扭矩对应变大。

可选地，在电机完成启动后，电磁线圈30断电后，磁流变液的粘度降低至处于牛顿流体(任一点上的剪应力都同剪切变形速率呈线性函数关系的流体)，摩擦片11与分离片12之间的连接力为零，提供的一部分扭矩为零，此时只有由弹簧13压紧的摩擦片11内圆部分与分离片12提供另一部分扭矩(该扭矩为恒定值不变)。

因此，通过在摩擦片11与分离片12之间留有间隙，在磁流变液流到间隙内时，通电后为可为如电机的启动提供相应的扭矩，避免设备过热，有效保护设备免受损坏，且依据原动力扭矩以及所需扭矩实时地改变扭矩限制值。

根据本发明实施例的智能扭据控制装置100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种智能扭矩控制装置，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体限定有适于容纳磁流变液的磁流变液填充腔；

多个分离片，多个所述分离片叠置在所述壳体内；

至少一个摩擦片，每个所述摩擦片设在相邻所述分离片之间，所述摩擦片的一部分与相邻所述分离片接触，所述摩擦片的另一部分与相邻所述分离片之间具有与所述磁流变液填充腔连通的间隙。

2.根据权利要求1中所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，所述摩擦片的内周缘部分与相邻所述分离片接触，所述摩擦片的外周缘部分与相邻所述分离片之间具有所述间隙。

3.根据权利要求2中所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，所述摩擦片具有与所述相邻分离片接触的摩擦面和与相邻所述分离片构成所述间隙的磁流变液工作面，所述磁流变液工作面和所述摩擦面为同心设置圆环形且所述摩擦面在所述摩擦片的径向上位于所述磁流变液工作面的内侧。

4.根据权利要求1所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，所述分离片上设有连通所述磁流变液填充腔和所述间隙的过流孔。

5.根据权利要求1中所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，所述摩擦片的所述另一部分设有沿所述摩擦片的厚度方向贯通所述摩擦片的通流孔。

6.根据权利要求1-5中任一项中所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，还包括：

弹簧，所述弹簧设在所述壳体内且分别止抵所述分离片和所述壳体以使多个所述分离片压紧所述至少一个摩擦片。

7.根据权利要求6中所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，所述磁流变液填充腔的内壁上设有弹簧座，所述弹簧配合在所述弹簧座内。

8.根据权利要求7中所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，还包括：

铜套，所述铜套位于所述壳体内且套设所述多个分离片的外侧；

电磁线圈，所述电磁线圈绕设在所述铜套上。

9.根据权利要求8中所述的智能扭矩控制装置，其特征在于，所述磁流变液的粘度大小与所述电磁线圈通入的电流大小成正比。