CN110031365A - 磁流变液壁滑效应检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种磁流变液壁滑效应检测装置，包括升降板、固定剪切盘、第二线圈、线圈收纳筒、旋转剪切盘、第一线圈、固定板、扭矩传感器、侧板、导轨基座、底座和磁流变液变液，固定剪切盘固定连接于升降板上，旋转剪切盘转动连接于固定板上，扭矩传感器固定连接于侧板上，导轨基座固定连接于底座上，且导轨基座上设置有垂直升降驱动装置。该磁流变液壁滑效应检测装置，可产生不同温度和磁场的复合物理场，实现对磁流变液的壁滑效应进行有效的检测，为高性能磁流变液的研制及应用提供保障。
Description
技术领域
本发明涉及用于磁流变液检测的装置，特别是涉及一种磁流变液壁滑效应检测装置。
背景技术
随着智能材料的快速发展，磁流变液作为一种新型的智能材料被广泛的应用于各种实际工程领域，且其需求量也越来越大。目前，磁流变液仍存在一些难以解决的基础问题，尤其是沉降稳定性、壁滑效应等关键问题，影响着磁流变液的使用性能，制约着磁流变液的工程应用，急待解决；因此，对磁流变液壁滑效应进行有效的检测，进而减少或抑制磁流变液的剪切壁滑效应，往往能进一步促进高性能磁流变液的研发及应用，使得磁流变液的性能得到更大的发挥。
另外，市面上相关的磁流变液检测设备还不能有效的检测磁流变液壁滑现象，且其价格昂贵，操作流程复杂，日常难以保养维护。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁流变液壁滑效应检测装置，以解决上述现有技术存在的问题，可产生不同温度和磁场的复合物理场，实现对磁流变液的壁滑效应进行有效的检测，为高性能磁流变液的研制及应用提供保障。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
本发明提供一种磁流变液壁滑效应检测装置，包括升降板、固定剪切盘、第二线圈、线圈收纳筒、旋转剪切盘、第一线圈和固定板，所述固定剪切盘中部轴向凸出有第一安装轴，所述旋转剪切盘中部轴向凸出有第二安装轴，所述第一线圈和第二线圈分别缠绕于所述线圈收纳筒，所述线圈收纳筒分别固定安装于所述升降板和所述固定板上，所述第一安装轴固定于升降板上，所述第二安装轴旋转连接于所述固定板上。
优选的，还包括导轨基座和底座，所述导轨基座焊接固定于所述底座，所述底座四角分别设置有支撑脚，所述升降板滑动连接于所述导轨基座上并由垂直升降驱动装置驱动进行上下直线往复运动。
优选的，所述导轨基座上对称固定设置有2条平行的方导轨，所述升降板上固定设置有方滑块和丝杆螺母，所述方滑块与所述方导轨滑动配合，所述丝杆螺母旋转配合有滚珠丝杆。
优选的，还包括扭矩传感器、弹性联轴器、二号电机、电机固定架和侧板，所述侧板固定连接于所述固定板和所述底座，所述侧板上固定安装有所述扭矩传感器和所述二号电机，所述扭矩传感器的旋转轴上端通过所述弹性联轴器固定连接于所述旋转剪切盘，所述扭矩传感器的旋转轴下端通过所述弹性联轴器固定连接于所述二号电机的输出轴上。
优选的，所述垂直升降驱动装置包括一号电机、刚性联轴器、第一轴承、轴承座和滚珠丝杆，所述一号电机固定安装于所述导轨基座凹槽内，所述滚珠丝杆通过所述刚性联轴器固定连接于所述一号电机的输出轴上，所述第一轴承轴向支承于所述滚珠丝杆长度方向的2个轴肩处，所述轴承座内固定设置第一轴承。
优选的，所述固定剪切盘和所述旋转剪切盘内部均固定设置有剪切垫片，所述固定剪切盘、所述剪切垫片和所述旋转剪切盘所围成的密闭空间内储存有磁流变液。
优选的，所述剪切垫片单面加工成沟槽表面。
优选的，所述固定剪切盘上表面固定内嵌有环形云母加热片，所述环形云母加热片有2根导线引出连接于交流电源。
优选的，所述固定剪切盘环形壁面设有环状凹槽，所述旋转剪切盘环形壁面设有环状凹槽，所述固定剪切盘的环状凹槽和所述旋转剪切盘的环状凹槽所围成的环形空间槽内均匀布置30颗滚动钢珠。
本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
本发明提供的磁流变液壁滑效应检测装置，固定于升降板的固定剪切盘和旋转连接于固定板的旋转剪切盘形成一个密闭的剪切检测空间，对待检测的磁流变液进行旋转剪切流变测试；对于加工有不同表面形貌特征的剪切垫片，磁流变液所产生的不同程度的壁滑现象通过剪切屈服应力的形式被扭矩传感器检测出来；缠绕于线圈收纳筒的第一线圈、第二线圈同轴且平行的安装固定于固定板和升降板上，分别施加直流电流即可产生垂直于旋转剪切运动方向的稳定均匀的磁场；内嵌安装与固定剪切盘上表面的环形云母加热片能为磁流变液施加不同的温度场；垂直升降驱动装置垂直驱动升降板上升，进而带动固定剪切盘垂直上升，便于检测完毕的磁流变液的清洗和待检测的磁流变液再次装填；同样的，当待检测的磁流变液装填完毕后，垂直升降驱动装置驱动升降板垂直下降，进而带动固定剪切盘垂直下降至适当位置，开始下一次的磁流变液壁滑效应检测。本发明提供的磁流变液壁滑效应检测装置能有效的消除市面上相关的磁流变液检测仪器对磁流变液壁滑效应无法检测的缺陷，有效解决了磁流变液壁滑现象难以检测的难题，且装置能产生的不同温度和磁场的复合物理场，为研究磁流变液在复合场下的流变特性提供了技术保障。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的磁流变液壁滑检测装置的整体结构示意图；
图2为本发明提供的磁流变液壁滑检测装置的局部剖视图；
图3为图2中的磁流变液壁滑检测装置的局部放大视图；
图4为本发明提供的磁流变液壁滑检测装置的俯视图；
图5为本发明提供的磁流变液壁滑检测装置的右视图；
图6为本发明提供磁流变液壁滑检测装置抬升后的整体结构示意图；
图7为本发明提供的剪切垫片的结构示意图；
图中1.底座，2.一号电机，3.M5内六角螺钉，4.轴承座，5.方导轨，6.M6内六角螺钉，7.M8螺母，8.侧板，9.刚性联轴器，10.滚珠丝杆，11.导轨基座，12.丝杆螺母，13.第一轴承，14.扭矩传感器，15.M8内六角螺钉，16.弹性联轴器，17.电机固定架，18.M4内六角螺钉，19.支撑脚，20.二号电机，21.第二轴承，22.线圈收纳筒，23.固定板，24.第一线圈，25.导线，26.M4十字槽螺钉，27.升降板，28.第二线圈，29.M10螺母，30.固定剪切盘，31.M5十字槽螺钉，32.M5螺母，33.云母加热片，34.滚动钢珠，35.磁流变液，36.剪切垫片，37.M6螺母，38.M3沉头螺钉，39.旋转剪切盘，40.方滑块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所以其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种磁流变液壁滑效应检测装置，以解决上述现有技术存在的问题，可产生不同温度和磁场的复合物理场，实现对磁流变液的壁滑效应进行有效的检测，为高性能磁流变液的研制及应用提供保障。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1～7所示，本发明提供一种磁流变液壁滑效应检测装置，于本发明一具体的实施例中，磁流变液壁滑效应检测装置包括升降板27、固定剪切盘30、第二线圈28、线圈收纳筒22、旋转剪切盘39、第一线圈24和固定板23，固定剪切盘30中部轴向凸出有第一安装轴，旋转剪切盘39中部轴向凸出有第二安装轴，第一线圈24和第二线圈28分别缠绕于线圈收纳筒22上，线圈收纳筒22分别均通过M5十字槽螺钉31、M5螺母32同轴且平行的安装固定于固定板23和升降板27上，固定剪切盘30的第一安装轴通过M10螺母29紧固于升降板27上，旋转剪切盘39的第二安装轴与固定设置于固定板23上的第二轴承21形成转动连接，且第二轴承21轴向支承在第二安装轴的轴肩位置。
于发明另一具体的实例中，为了便于检测完毕的磁流变液35的清洗和待检测的磁流变液35再次装填，磁流变液壁滑效应检测装置还包括导轨基座11和底座1，导轨基座11焊接固定于底座1上，底座1四角分别设置有锥状的支撑脚19，4个锥状支撑脚19的中部轴向凸起为螺纹长杆，且螺纹连接于底座1，升降板27滑动连接于导轨基座11上并由垂直升降驱动装置驱动进行上下直线往复运动。
于发明另一具体的实例中，磁流变液壁滑效应检测装置的导轨基座11两侧上对称固定设置有2条平行的方导轨5，升降板27上固定设置有2个方滑块40和1个丝杆螺母12，各方轨道5上滑动配合有1个方滑块40，2个方滑块40和1个丝杆螺母12均通过M4十字槽螺钉26固定连接于升降板27的左侧壁面上；丝杆螺母12旋转配合有滚珠丝杆10。
于发明另一具体的实例中，磁流变液壁滑效应检测装置还包括扭矩传感器14、弹性联轴器16、二号电机20、电机固定架17和侧板8；侧板8为弓字形，通过M6内六角螺钉6、M6螺母37固定连接于固定板23和底座1之间，侧板8上设置有通过M8内六角螺钉15固定安装的扭矩传感器14，二号电机20通过电机固定架17、M4内六角螺钉18固定安装于侧板8上，扭矩传感器14的旋转轴上端通过弹性联轴器16固定连接于旋转剪切盘39，扭矩传感器14的旋转轴下端通过弹性联轴器16固定连接于二号电机20的输出轴上。
于发明另一具体的实例中，磁流变液壁滑效应检测装置的垂直升降驱动装置包括一号电机2、刚性联轴器9、第一轴承13、轴承座4和滚珠丝杆10，一号电机2固定安装于导轨基座11凹槽内，滚珠丝杆10通过刚性联轴器9固定连接于一号电机2的输出轴上，第一轴承13轴向支承于滚珠丝杆10长度方向的2个轴肩处，2个轴承座4内均设有第一轴承13。
于本发明另一具体的实施例中，为了研究检测磁流变液35在不同温度场、不同磁场所组成的复杂物理场及不同壁面形貌剪切下的壁滑效应，磁流变液壁滑效应检测装置的2个剪切垫片36单面均加工有沟槽表面，且可以拆卸和替换，并通过M3沉头螺钉38分别固定于固定剪切盘30和旋转剪切盘39的内腔壁上；固定剪切盘30环形壁面设有环状凹槽，旋转剪切盘39环形壁面设有环状凹槽，固定剪切盘30的环状凹槽和旋转剪切盘39的环状凹槽所围成的环形空间槽内均匀布置30颗滚动钢珠34；固定剪切盘30、剪切垫片36和旋转剪切盘39所围成的密闭空间内储存有磁流变液35；环形云母加热片33内嵌安装于固定剪切盘30的上表面，云母加热片33上引出的2条导线25施加上不同大小的交流电电流即可产生不同的温度场。
于本发明另一具体的实施例中，磁流变液壁滑效应检测装置的具体工作过程为：
首先，启动一号电机2的工作按钮，使垂直升降驱动装置开始工作，升降板27在滚珠丝杆10和丝杆螺母12的带动引导下，沿着2条平行的方导轨5垂直上升至适当高度。这时，固定于升降板27的固定剪切盘30与旋转剪切盘39分离；旋转连接于固定板23上的旋转剪切盘39可以用来装填磁流变液35；当用于壁滑检测的磁流变液35装填完毕后，一号电机2重新开始工作，带动升降板27垂直下降，直至由固定剪切盘30的环状凹槽和旋转剪切盘39的环状凹槽所围成的环形空间槽恰好能容下1个滚动钢珠34的高度。同时，给同轴且平行布置第一线圈24和第二线圈28加载直流电流，使其产生垂直于旋转剪切运动方向的均匀磁场；同样的，给内嵌安装于固定剪切盘30上表面的环形云母加热片33引出的2根导线25加载交流电流，使其为磁流变液35施加不同的温度场。这时，启动二号电机20，二号电机20输出轴输出的旋转扭矩通过扭矩传感器14施加到旋转剪切盘39上，使得旋转剪切盘39高速旋转剪切磁流变液35；磁流变液35所产生的不同程度的壁滑现象通过剪切屈服应力的形式被扭矩传感器14检测出来。
为了研究检测磁流变液35在不同温度场、不同磁场所组成的复杂物理场及不同壁面形貌剪切下的壁滑效应，磁流变液壁滑效应检测装置的2个剪切垫片36单面均加工有沟槽表面，且可以拆卸和替换；选取不同壁滑形貌特征的剪切垫片36和改变第一线圈24、第二线圈28和导线25上的电流大小，可以有效改变检测的复合物理场，进而进一步检测研究磁流变液35的壁滑效应。
当磁流变液35壁滑效应全部检测完毕后，同样的，一号电机2开始工作，带动升降板27垂直上升至适当高度，清洗已检测完毕的磁流变液35和再次装填待检测的磁流变液35；同样的，当待检测的磁流变液35装填完毕后，一号电机2驱动升降板27垂直下降，进而带动固定剪切盘30垂直下降至适当位置，二号电机20启动工作，开始下一次的磁流变液35壁滑效应检测，如此循环反复。
本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为本发明的限制。
Claims (9)
1.磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：包括升降板、固定剪切盘、第二线圈、线圈收纳筒、旋转剪切盘、第一线圈和固定板，所述固定剪切盘中部轴向凸出有第一安装轴，所述旋转剪切盘中部轴向凸出有第二安装轴，所述第一线圈和第二线圈分别缠绕于所述线圈收纳筒，所述线圈收纳筒分别固定安装于所述升降板和所述固定板上，所述第一安装轴固定于升降板上，所述第二安装轴旋转连接于所述固定板上。
2.根据权利要求1所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：还包括导轨基座和底座，所述导轨基座焊接固定于所述底座，所述底座四角分别设置有支撑脚，所述升降板滑动连接于所述导轨基座上并由垂直升降驱动装置驱动进行上下直线往复运动。
3.根据权利要求2所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：所述导轨基座上对称固定设置有2条平行的方导轨，所述升降板上固定设置有方滑块和丝杆螺母，所述方滑块与所述方导轨滑动配合，所述丝杆螺母旋转配合有滚珠丝杆。
4.根据权利要求1所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：还包括扭矩传感器、弹性联轴器、二号电机、电机固定架和侧板，所述侧板固定连接于所述固定板和所述底座，所述侧板上固定安装有所述扭矩传感器和所述二号电机，所述扭矩传感器的旋转轴上端通过所述弹性联轴器固定连接于所述旋转剪切盘，所述扭矩传感器的旋转轴下端通过所述弹性联轴器固定连接于所述二号电机的输出轴上。
5.根据权利要求2所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：所述垂直升降驱动装置包括一号电机、刚性联轴器、第一轴承、轴承座和滚珠丝杆，所述一号电机固定安装于所述导轨基座凹槽内，所述滚珠丝杆通过所述刚性联轴器固定连接于所述一号电机的输出轴上，所述第一轴承轴向支承于所述滚珠丝杆长度方向的2个轴肩处，所述轴承座内固定设置第一轴承。
6.根据权利要求1所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：所述固定剪切盘和所述旋转剪切盘内部均固定设置有剪切垫片，所述固定剪切盘、所述剪切垫片和所述旋转剪切盘所围成的密闭空间内储存有磁流变液。
7.根据权利要求6所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征下于：所述剪切垫片单面加工成沟槽表面。
8.根据权利要求1所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：所述固定剪切盘上表面固定内嵌有环形云母加热片，所述环形云母加热片有2根导线引出连接于交流电源。
9.根据权利要求1所述的磁流变液壁滑效应检测装置，其特征在于：所述固定剪切盘环形壁面设有环状凹槽，所述旋转剪切盘环形壁面设有环状凹槽，所述固定剪切盘的环状凹槽和所述旋转剪切盘的环状凹槽所围成的环形空间槽内均匀布置30颗滚动钢珠。
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