CN109139736B - 一种多励磁线圈磁流变离合器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种多励磁线圈磁流变离合器。包括由励磁线圈(6)并列构成的静止励磁线圈组件；及主动旋转组件和从动旋转组件；主动旋转组件由主动轴(1)、导磁左侧板(2)、隔磁筒(5)、主动盘组(4)及导磁右侧板(7)依次固定连接构成；从动旋转组件由从动盘组(3)与从动轴(10)连接构成。本发明通过多励磁线圈同时通电方式产生工作磁场，有效减少励磁线圈的电流稳定时间，响应速度快；装置无传统磁流变离合器所带有的固定导磁壳体部分，整个磁路部分基本不存在磁滞和涡流现象，磁流变液工作间隙磁场响应速度快，能够有效满足快速传动场合需求；主从动盘组均采用中空结构，传动结构简单且散热效果好，有效解决滑差过程中产生的热量散失难题。
Description
技术领域
本发明涉及一种多励磁线圈磁流变离合器，属于机械动力传递技术领域。
背景技术
磁流变液是一种典型的智能材料，主要由软磁性颗粒、基载液和表面添加剂组成，具有磁场可控性。其基本特征是：外加磁场作用下，磁流变液中的颗粒沿磁场方向形成纤维束状的链，阻碍了基载液的自由流动，使磁流变液从牛顿流体转变为具有一定剪切力的粘塑性流体，发生强烈的“固化”现象，当外加磁场消失时，磁流变液恢复到自由流动状态(液态)，并且这种转变是可逆的。磁流变液这种响应速度快、变化可逆、控制简单等优点，已经在离合器、减振器、阻尼器、制动器、抛光装置、复合构件等领域得到了广泛应用，具有广阔的应用前景。
磁流变离合器是磁流变液在工程传动领域的一种具体应用。磁流变离合器引入磁流变液作为传动介质，依靠工作间隙中的磁流变液剪切作用来传递动力，通过改变励磁电流大小，可以控制外加磁场强度，进而改变工作间隙中磁流变液的剪切应力，以实现传递扭矩的无级调节。磁流变离合器具有反应迅速、控制简单、能耗低、抗外界干扰能力强等特点，是一种较为理想的离合器，可以避免传统离合器体积大、控制复杂、可靠性低等问题。
现有磁流变离合器专利较多，但存在如下问题：(1)由于单个励磁线圈绕组多、且导磁外壳存在磁致和涡流现象，导致磁流变离合器时间响应速度慢，难以满足快速响应场合需求。(2)磁流变液工作间隙发热严重，缺乏有效的散热结构，难以满足大滑差传动场合需要。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多励磁线圈磁流变离合器，通过在多个励磁线圈中通入大小方向完全相同的电流以产生工作磁场，有效缩短励磁线圈的响应时间；省略导磁外壳，无磁滞和涡流现象，进一步缩小磁场响应时间且结构紧凑，满足快速离合场合需求；主从盘均采用中空风冷式结构，结构简单且有效加快离合器的热量散失，保证磁流变液的有效性。
为了实现上述目的，本发明提供一种多励磁线圈磁流变离合器，包括静止励磁线圈组件，及置于所述静止励磁线圈组件内部的旋转传动组件；
所述静止励磁线圈组件由励磁线圈并列构成；
所述旋转传动组件包括主动旋转组件和从动旋转组件；
所述主动旋转组件由主动轴、导磁左侧板、隔磁筒、主动盘组及导磁右侧板依次固定连接构成；
所述从动旋转组件由从动盘组通过轴承与从动轴连接构成；
所述主动盘组与所述从动盘组依次间隔排布，所述主动旋转组件与从动旋转组件之间的工作间隙内密封有磁流变液。
进一步，所述主动盘组与所述从动盘组均为空心结构，所述主动盘组形成的主动盘组空气隙直接与外接空气连通，所述从动盘组形成的从动盘组空气隙通过与所述从动轴上开设的冷气孔与外界空气连通。
进一步，所述励磁线圈为多个匝数、尺寸、绕制方向相同的励磁线圈。
进一步，所述励磁线圈中通入的电流大小和方向相同。
与现有技术相比，本多励磁线圈磁流变离合器的有益效果如下：
(1)通过多励磁线圈同时通电方式产生工作磁场，励磁线圈电流稳定时间短，响应速度快；
(2)装置无固定导磁壳体(即磁轭)部分，不存在磁滞和涡流现象，磁场响应速度快；
(3)主从动盘组均采用中空结构，散热效果好且结构简单，有效解决滑差过程中产生的热量散失难题。
附图说明
图1是本发明的主体结构示意图。
图中：1、主动轴，2、导磁左侧板，3、从动盘组，4、主动盘组，5、隔磁筒，6、励磁线圈，7、导磁右侧板，8、磁流变液，9、轴承，10、从动轴，11、冷气孔，12、从动盘组空气隙，13、主动盘组空气隙。
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，本多励磁线圈磁流变离合器，包括静止励磁线圈组件，及置于所述静止励磁线圈组件内部的旋转传动组件；
所述静止励磁线圈组件由励磁线圈6并列构成，通过电流源同时给多个励磁线圈6供电，以在磁流变液8的工作间隙中产生可变磁场，置于所述静止励磁线圈组件内部的旋转传动组件受可变磁场作用；
所述旋转传动组件包括主动旋转组件和从动旋转组件；
所述主动旋转组件由主动轴1、导磁左侧板2、隔磁筒5、主动盘组4及导磁右侧板7依次固定连接构成；可与原动机部分连接。
所述从动旋转组件由从动盘组3通过轴承9与从动轴10连接构成；可与工作机部分相连。
所述主动盘组4与所述从动盘组3依次间隔排布，其数量与传递扭矩有关，可根据最大传递扭矩需求增减。所述主动旋转组件与从动旋转组件之间的工作间隙内密封有磁流变液8。在励磁线圈6通电时，磁流变液8快速变为半固体状态，主动盘组4通过磁流变液8带动从动盘组3旋转，进而实现动力传递。
进一步，所述主动盘组4与所述从动盘组3均为空心结构，所述主动盘组4形成的主动盘组空气隙13直接与外接空气连通，通过旋转过程中的自风冷方式散热，结构简单、散热效果好。所述从动盘组3形成的从动盘组空气隙12通过与所述从动轴10上开设的冷气孔11与外界空气连通，实现冷风散热。可快速带走磁流变液工作间隙产生的热量。
进一步，所述励磁线圈6为多个匝数、尺寸、绕制方向相同的励磁线圈，以保证磁场的均匀性。
进一步，所述励磁线圈6中通入的电流大小和方向相同，以保证磁流变液工作间隙磁场不会相互抵消。
本多励磁线圈磁流变离合器的工作原理如下：
在励磁线圈6通电时，励磁线圈内部将产生磁场，磁流变液8受到磁场作用快速变为半固体，具有一定的剪切屈服应力，主动盘组4通过磁流变液8可以带动从动盘组3旋转，实现动力由主动部分向从动部分的传递，该离合器表现为“合”状态。而当励磁线圈6未通电时，磁流变液8无磁场作用而呈现液态，主从动组件间无动力传递，该离合器表现为“离”状态。
此外，如图1所示，图中所指示出的“磁路”部分，基本无磁轭，即无阻止工作磁场快速增强的“磁滞”和“涡流”现象，磁流变液8所受的工作磁场产生速度较快；同时，工作磁场是由多个小励磁线圈同时通入电流产生，单个线圈电阻和电感较小，磁场产生速度亦较快；上述两种结构加快了工作磁场的产生时间，有效提高了该离合器的响应速度。
综上所述，本多励磁线圈磁流变离合器，通过多励磁线圈同时通电方式产生工作磁场，有效减少了励磁线圈的电流稳定时间，响应速度快；装置无传统磁流变离合所带有的固定导磁壳体(即磁轭)部分，整个磁路部分基本不存在磁滞和涡流现象，磁流变液工作间隙磁场响应速度非常快，能够较好的满足快速传动场合需求；主从动盘组均采用中空结构，传动结构简单且散热效果好，有效解决滑差过程中产生的热量散失难题。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种多励磁线圈磁流变离合器，其特征在于，
包括静止励磁线圈组件，及置于所述静止励磁线圈组件内部的旋转传动组件；
所述静止励磁线圈组件由励磁线圈(6)并列构成；
所述旋转传动组件包括主动旋转组件和从动旋转组件；
所述主动旋转组件由主动轴(1)、导磁左侧板(2)、隔磁筒(5)、主动盘组(4)及导磁右侧板(7)依次固定连接构成；
所述从动旋转组件由从动盘组(3)通过轴承(9)与从动轴(10)连接构成；
所述主动盘组(4)与所述从动盘组(3)依次间隔排布，所述主动旋转组件与从动旋转组件之间的工作间隙内密封有磁流变液(8)；
所述主动盘组(4)与所述从动盘组(3)均为空心结构，所述主动盘组(4)形成的主动盘组空气隙(13)直接与外接空气连通，所述从动盘组(3)形成的从动盘组空气隙(12)通过与所述从动轴(10)上开设的冷气孔(11)与外界空气连通。
2.根据权利要求1所述的一种多励磁线圈磁流变离合器，其特征在于，
所述励磁线圈(6)为多个匝数、尺寸、绕制方向相同的励磁线圈。
3.根据权利要求1或2所述的一种多励磁线圈磁流变离合器，其特征在于，
所述励磁线圈(6)中通入的电流大小和方向相同。
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