CN115059699B - 用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置和方法 - Google Patents

用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置和方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置和方法,包括摩擦片翘曲变形控制机构和摩擦片变形减消机构,每套摩擦片翘曲变形控制机构均包括n个圆弧钢片、n个钢片径向驱动单元和n个圆弧应变片。其中,n≥2。圆弧钢片沿周向均匀包覆在摩擦片的外周;钢片径向驱动单元用于驱动对应圆弧钢片的径向移动;圆弧应变片设置在圆弧钢片的内侧,用于检测对应圆弧钢片的径向位移量。摩擦片变形减消机构包括永磁衔铁片、n个弧形电磁铁和n个轴向位移传感器。本发明能够实现两种翘曲变形方式的控制,并且还能够通过摩擦片变形减消机构沿圆周方向施加磁吸力或磁斥力,减消摩擦片的翘曲变形,达到稳定传动的目的。

Description

用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置和方法
技术领域
本发明涉及属于液粘传动技术领域,特别是一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置和方法。
背景技术
液体粘性传动是利用液体的粘性或剪切力传递动力的一种新型流体传动形式,它的工作原理是基于牛顿内摩擦定律,可实现无级调速,具有启动平稳,可控性高等显著优点。由于摩擦副系统中热应力分布的不均匀,摩擦片沿径向方向容易产生翘曲变形,从而对液粘柔性传动过程产生重大影响。
目前,现有绝大部分技术都是通过在摩擦片表面开设冷却油槽的方式对摩擦片进行油液冷却,降低了摩擦片内部的热应力,在一定程度上减少了翘曲变形的发生概率,例如,在CN107339350A公开专利中,通过给离合器摩擦片表面设计不同角度和深度的槽型,增加油槽区的过油能力,提升散热能力,减少摩擦片的变形量。
公开号CN112518194A专利中,通过对可变支撑体系的控制,即不同的约束,实现了对地下管线的变形量控制。
公开号CN112679905A专利中,通过环保型摩擦材料和方法制成的离合器片,摩擦系数稳定,磨损低,产品强度高,在运行及刹车过程中不会出现掉边、掉块现象,并且产品配方中不含污染环境的材料。
公开号CN103823948A专利中,通过对于翘曲变形量进行计算和比较来确定道面板板厚的设计,解决了水泥混凝土道面板在温度作用下产生的翘曲变形问题。
上述专利提出的技术方案各有优势,然而,现有的技术方案缺乏如何控制液粘传动装置摩擦片翘曲变形的方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,而提供一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置和方法,该用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置和方法采用主、被动片上布置液压缸铰接应变型圆弧钢片施加径向载荷代替传统液压传动装置,配合电磁致动单元对摩擦片施加作用力,减消摩擦片的变形,载荷调节灵敏度高,易于控制,可实现微量调节,可以有效减消摩擦片的翘曲变形。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案是:
一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置,包括摩擦片翘曲变形控制机构和摩擦片变形减消机构。
摩擦片翘曲变形控制机构具有两套,分别为主动摩擦片翘曲变形控制机构和被动摩擦片翘曲变形控制机构;主动摩擦片翘曲变形控制机构设置在主动摩擦片外周,被动摩擦片翘曲变形控制机构设置在被动摩擦片的外周。
每套摩擦片翘曲变形控制机构均包括n个圆弧钢片、n个钢片径向驱动单元和n个圆弧应变片;其中,n≥2。
n个圆弧钢片沿周向均匀包覆在主动摩擦片或被动摩擦片的外周;n个圆弧钢片将主动摩擦片或被动摩擦片分隔为n个扇形区域。
n个钢片径向驱动单元与n个圆弧钢片一一对应,用于驱动对应圆弧钢片的径向移动。
n个圆弧应变片设置在n个圆弧钢片的内侧,用于检测对应圆弧钢片的径向位移量。
摩擦片变形减消机构具有两套,分别为主动摩擦片变形减消机构和被动摩擦片变形减消机构;主动摩擦片变形减消机构用于减消主动摩擦片的翘曲变形;被动摩擦片变形减消机构用于减消被动摩擦片变形减消机构的翘曲变形。
每套摩擦片变形减消机构均包括永磁衔铁片、n个弧形电磁铁和n个轴向位移传感器;
永磁衔铁片呈环形,设置在朝向油膜间隙一侧的主动摩擦片或被动摩擦片上。
n个弧形电磁铁拼合成环形,设置在与永磁衔铁片正对应的主动片活塞盘或被动片支座上;同时,n个弧形电磁铁与n个圆弧钢片的周向位置一一对应。
n个轴向位移传感器用于检测与主动摩擦片或被动摩擦片中n个扇形区域的轴向位移量。
n=4。
每个弧形电磁铁均包括弧形磁轭和绕设在弧形磁轭上的线圈。
一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法包括如下步骤:
步骤1、产生翘曲变形:通过摩擦片翘曲变形控制机构对摩擦片外周施加径向位移约束,使得摩擦片产生翘曲变形:其中,摩擦片翘曲变形的类型包括碟形翘曲变形和波浪形翘曲变形。
步骤2、监测轴向位移量:摩擦片变形减消机构中的n个轴向位移传感器能对相应摩擦片中n个扇形区域的轴向位移量进行实时监测。
步骤3、减消摩擦片翘曲变形:根据步骤2中,n个轴向位移传感器监测得到n个扇形区域的轴向位移量的正负和大小,调节摩擦片变形减消机构中n个弧形电磁铁的电流通入方向和大小,从而对摩擦片的对应扇形区域施加磁吸力或磁斥力;与此同时,摩擦片翘曲变形控制机构取消对摩擦片外周施加的所有径向位移约束,进而使得摩擦片的翘曲变形得到消减。
步骤3中,当第i个扇形区域的轴向位移量的正值时,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁施加磁吸力;其中,1≤i≤n;当第i个扇形区域的轴向位移量的负值时,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁施加磁斥力。
步骤3中,设第i个扇形区域的轴向位移量为Δd,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁上线圈匝数为N,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁的截面积为S,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁中通入的电流为I,则电流I通过如下公式计算得出:
Figure BDA0003663601910000031
式中,μ为弧形电磁铁的磁导率,k为摩擦片的弹性系数;d0为摩擦片与对应摩擦片变形减消机构之间的初始间隙宽度。
步骤1中,摩擦片产生翘曲变形的类型包括碟形翘曲变形和波浪形翘曲变形。
所述碟形翘曲变形的产生方法,有如下两种:
第一种、热变形产生:主动摩擦片翘曲变形控制机构和被动摩擦片翘曲变形控制机构均不工作,主动摩擦片和被动摩擦片外周均无径向位移约束;当主动摩擦片和被动摩擦片受热产生径向变形时,包覆在主动摩擦片或被动摩擦片外周的圆弧应变片产生变形,圆弧应变片将对相应主动摩擦片或被动摩擦片的径向位移量进行检测,当主动摩擦片或被动摩擦片外周的n个圆弧应变片检测的所有径向位移量均相同时,则认为主动摩擦片或被动摩擦片产生碟形翘曲变形。
第二种:径向约束产生:主动摩擦片翘曲变形控制机构不工作,被动摩擦片翘曲变形控制机构中n个钢片径向驱动单元动作,对被动片施加相同的径向载荷,控制被动片外圈的径向位移约束;圆弧应变片将对被动摩擦片的径向位移量进行检测,由于n个钢片径向驱动单元对被动片施加径向载荷相同,故而,被动摩擦片的径向位移量相同,被动片产生碟形翘曲变形。
所述波浪形翘曲变形的产生方法为:主动摩擦片翘曲变形控制机构不工作,被动摩擦片翘曲变形控制机构中不相邻的n/2个钢片径向驱动单元动作,对被动片施加相同的径向载荷;当被动片受热产生径向变形时,被动片呈现波浪形翘曲变形。
步骤3中,当摩擦片产生碟形翘曲变形时,对应摩擦片变形减消机构中n个弧形电磁铁的电流通入方向相同,且电流大小也相同。
每个钢片径向驱动单元均为液压油缸。
设液压油缸的输出油压为P,通过调节液压油缸中油压的大小控制液压油缸中活塞杆伸出的位移大小,进而控制对摩擦片的径向位移约束,P可表示为:
Figure BDA0003663601910000041
式中:F是液压油缸的工作推力;D是液压油缸的内径;β是液压油缸的负荷率。
本发明具有如下有益效果:
1.本发明能够通过控制钢片径向驱动单元的动作,从而提供不同的径向位移约束量。同时圆弧应变片能够精准的确定位移约束的大小,进而实现两种翘曲变形方式的控制。
2.本发明能够通过摩擦片变形减消机构对摩擦片施加磁吸力或磁斥力,减消摩擦片的翘曲变形,达到稳定传动的目的。
附图说明
图1是本发明一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置的结构示意图。
图2a显示了本发明中摩擦片的结构示意图。
图2b显示了图2a的侧视图。
图3显示了本发明一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置的局部放大图。
图4显示了本发明中摩擦片变形减消机构的示意图。
图5a显示了本发明中摩擦片变形减消机构的原理图一。
图5b显示了本发明中摩擦片变形减消机构的原理图二。
图6显示了本发明中摩擦片变形减消机构的控制原理图。
图7显示了本发明中无径向位移约束时的位移场云图。
图8显示了本发明中仅被动片外径径向位移约束0.0006mm的位移场云图。
图9显示了本发明中被动片外圈径向位移约束0.0002mm的位移场云图。
其中有:
1.摩擦片翘曲变形控制机构;
11.主动摩擦片翘曲变形控制机构;12.被动摩擦片翘曲变形控制机构;
111.圆弧钢片;112.钢片径向驱动单元;113.圆弧应变片;
2.摩擦片变形减消机构;
21.主动摩擦片变形减消机构;22.被动摩擦片变形减消机构;
211.永磁衔铁片;
212.弧形电磁铁;212a.弧形磁轭;212b.线圈;
213.轴向位移传感器;214.供电电源;215.开关;216.指令器;
3.主动摩擦片;4.主动片活塞盘;5.被动摩擦片;6.被动片支座。
具体实施方式
下面结合附图和具体较佳实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的描述中,需要理解的是,术语“左侧”、“右侧”、“上部”、“下部”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,“第一”、“第二”等并不表示零部件的重要程度,因此不能理解为对本发明的限制。本实施例中采用的具体尺寸只是为了举例说明技术方案,并不限制本发明的保护范围。
如图1所示,一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置,包括摩擦片翘曲变形控制机构1和摩擦片变形减消机构2(也称变形减消机构)。
如图2a、图2b和图3所示,摩擦片翘曲变形控制机构具有两套,分别为主动摩擦片翘曲变形控制机构11和被动摩擦片翘曲变形控制机构12;主动摩擦片翘曲变形控制机构设置在主动摩擦3片外周,被动摩擦片翘曲变形控制机构设置在被动摩擦片5的外周。
每套摩擦片翘曲变形控制机构均包括n个圆弧钢片111、n个钢片径向驱动单元112和n个圆弧应变片113;其中,n≥2。
n个圆弧钢片沿周向均匀包覆在主动摩擦片或被动摩擦片的外周;n个圆弧钢片将主动摩擦片或被动摩擦片分隔为n个扇形区域。
n个钢片径向驱动单元与n个圆弧钢片一一对应,用于驱动对应圆弧钢片的径向移动。
每个钢片径向驱动单元均优选为液压油缸。当n的取值优选为4时,相邻两个液压油缸的角度为90度。设液压油缸的输出油压为P,通过调节液压油缸中油压的大小控制液压油缸中活塞杆伸出的位移大小,进而控制对摩擦片的径向位移约束,P可表示为:
Figure BDA0003663601910000051
式中:F是液压油缸的工作推力;D是液压油缸的内径;β是液压油缸的负荷率。
n个圆弧应变片设置在n个圆弧钢片的内侧,用于检测对应圆弧钢片的径向位移量。
如图4、图5a、图5b和图6所示,摩擦片变形减消机构具有两套,分别为主动摩擦片变形减消机构21和被动摩擦片变形减消机构22;主动摩擦片变形减消机构用于减消主动摩擦片的翘曲变形;被动摩擦片变形减消机构用于减消被动摩擦片变形减消机构的翘曲变形。
每套摩擦片变形减消机构均包括永磁衔铁片211、n个弧形电磁铁212、n个轴向位移传感器213、供电电源214、开关215和指令器216。
永磁衔铁片呈环形,设置在朝向油膜间隙一侧的主动摩擦片或被动摩擦片上,其大小优选与摩擦片相同。永磁衔铁的圆环面是环面充磁。
n个弧形电磁铁拼合成环形,设置在与永磁衔铁片正对应的主动片活塞盘4或被动片支座6上。每个弧形电磁铁均包括弧形磁轭212a和绕设在弧形磁轭上的线圈212b。线圈中弧形磁轭的磁极面积优选为永磁衔铁的1/4。同时,n个弧形电磁铁与n个圆弧钢片的周向位置一一对应。
n个轴向位移传感器用于检测与主动摩擦片或被动摩擦片中n个扇形区域的轴向位移量。
上述供电电源214用于线圈和轴向位移传感器的供电;开关215用于控制电磁铁的通断;上述指令器216用于接收轴向位移传感器等传递来的位移偏差量等。
本发明中用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法具体步骤如下:
步骤1、产生翘曲变形:通过摩擦片翘曲变形控制机构对摩擦片外周施加径向位移约束,使得摩擦片产生翘曲变形:其中,摩擦片翘曲变形的类型包括碟形翘曲变形和波浪形翘曲变形。
所述碟形翘曲变形的产生方法,有如下两种:
第一种、热变形产生:主动摩擦片翘曲变形控制机构和被动摩擦片翘曲变形控制机构均不工作,主动摩擦片和被动摩擦片外周均无径向位移约束;当主动摩擦片和被动摩擦片受热产生径向变形时,包覆在主动摩擦片或被动摩擦片外周的圆弧应变片产生变形,圆弧应变片将对相应主动摩擦片或被动摩擦片的径向位移量进行检测,当主动摩擦片或被动摩擦片外周的n个圆弧应变片检测的所有径向位移量均相同时,则认为主动摩擦片或被动摩擦片产生碟形翘曲变形。
在本实施例中,n的取值优选为4。在摩擦片翘曲变形控制机构中,分别调节置于主动片活塞盘和被动片支座尾端的4个液压油缸,当8个液压油缸内均不供油时,由于活塞杆的输出尾端和圆弧钢片直接连接,主、被动摩擦片的内、外圆周均无径向位移约束。在该方法中,主动摩擦片受热产生径向变形,进而导致与主动摩擦片铰接的圆弧钢片以及圆弧应变片产生形变。然后可通过轴向位移传感器测得:在时间为1.2s时,主动片的内外径均产生了轴向位移,最大位移出现在主动片外缘,达到了0.0199mm。如图7所示,位移场云图中主动片出现碟形翘曲变形。
第二种:径向约束产生:主动摩擦片翘曲变形控制机构不工作,被动摩擦片翘曲变形控制机构中n个钢片径向驱动单元动作,对被动片施加相同的径向载荷,控制被动片外圈的径向位移约束;圆弧应变片将对被动摩擦片的径向位移量进行检测,由于n个钢片径向驱动单元对被动片施加径向载荷相同,故而,被动摩擦片的径向位移量相同,被动片产生碟形翘曲变形。
在摩擦片翘曲变形控制机构中,与主动摩擦片铰接的4个液压油缸均不供油,与被动摩擦片铰接的4个液压缸供油。通过液压油缸对被动摩擦片施加径向载荷,控制被动摩擦片的外圈受到径向位移约束。在该方法中,调节液压油缸活塞杆伸出长度,活塞杆沿液压油缸筒轴向滑移控制被动摩擦片外圈的径向位移约束。在径向位移约束不为0时,如图9所示,当控制液压油缸活塞杆伸出长度为0.0002mm时,被动摩擦片沿轴向的最大位移量可达到3mm,时间t为0.5s时,摩擦片翘曲变形控制机构的径向油压达到25.2MPa。被动摩擦片外侧受到径向位移约束限制而出现碟形翘曲变形。
所述波浪形翘曲变形的产生方法为:主动摩擦片翘曲变形控制机构不工作,被动摩擦片翘曲变形控制机构中不相邻的n/2个钢片径向驱动单元动作,对被动片施加相同的径向载荷;当被动片受热产生径向变形时,被动片呈现波浪形翘曲变形。
在摩擦片翘曲变形控制机构中,与主动摩擦片铰接的4个液压油缸均不供油,在轴向平行方向上,与被动摩擦片铰接的2个液压油缸不供油,在轴向垂直方向上,与被动摩擦片铰接的2个液压油缸供油,即仅对被动摩擦片外径施加径向位移约束。被动摩擦片尾端支座相连接的与液压油缸供油,提供径向载荷,形成输入轴和输出轴提供径向位移约束的动力来源,调节液压缸活塞杆伸出长度,活塞杆沿液压油缸筒轴向滑移控制被动摩擦片外径的径向位移约束。在该方法中,主动摩擦片内外径径向位移约束均为0,仅对被动摩擦片外径施加径向位移约束。
如图8所示,当控制液压油缸活塞杆伸出长度为0.0006mm时,被动摩擦片沿轴向的最大位移量可达到约1.4mm,装置趋于稳定时摩擦片翘曲变形控制机构的径向油压为17MPa。此时被动摩擦片的最大位移和最小位移出现在同一侧,即被动片呈现波浪形翘曲变形。
步骤2、监测轴向位移量:摩擦片变形减消机构中的n个轴向位移传感器能对相应摩擦片中n个扇形区域的轴向位移量进行实时监测。
步骤3、减消摩擦片翘曲变形:根据步骤2中,n个轴向位移传感器监测得到n个扇形区域的轴向位移量的正负和大小,调节摩擦片变形减消机构中n个弧形电磁铁的电流通入方向和大小,从而对摩擦片的对应扇形区域施加磁吸力或磁斥力。
所涉及弧形电磁铁的电流计算方法为:设第i个扇形区域的轴向位移量为Δd,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁上线圈匝数为N,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁的截面积为S,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁中通入的电流为I,则电流I通过如下公式计算得出:
Figure BDA0003663601910000081
式中,μ为弧形电磁铁的磁导率,k为摩擦片的弹性系数;d0为摩擦片与对应摩擦片变形减消机构之间的初始间隙宽度。
当摩擦片出现波浪形翘曲变形时,4个轴向位移传感器识别出摩擦片沿圆周方向,出现对称方向大小不同的位移量。当置于径向对称位置上的2个轴向位移传感器,测量出摩擦片沿轴向的位移偏差量为正的0.02mm,置于轴向对称位置的2个轴向位移传感器,测量出摩擦片轴向的位移偏差量为负的0.04mm时。根据电磁致动位移公式,磁导率μ取μ=4π×10- 7N·A2,气隙长度为0.4mm,磁极面积S=1/4π(R2-r2)=5.9×103mm2,线圈匝数为500匝,弹簧刚度为150N/mm,计算出线圈中的励磁电流为I=2.3×10-2A。调节沿径向对称位置的摩擦片变形减消机构中线圈励磁电流为2.3×10-2A,改变线圈中的电流方向,产生相应的磁吸力,减消摩擦片的变形。
即当第i个扇形区域的轴向位移量的正值时,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁施加磁吸力;其中,1≤i≤n。
同理,在置于轴向对称位置的轴向位移传感器测得摩擦片出现负的位移偏差量时,计算出线圈中的励磁电流I=3.2×10-2A。调节摩擦片变形减消机构中线圈的励磁电流为3.2×10-2A,产生相应的磁斥力,减消摩擦片的波浪形变形。
即当第i个扇形区域的轴向位移量的负值时,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁施加磁斥力。
当摩擦片出现碟形翘曲变形时,4个轴向位移传感器识别出摩擦副沿圆周方向出现相同的位移量。当位移偏差量的值为正,大小为0.01mm时。根据电磁致动位移公式,磁导率μ取μ=4π×10-7N·A2,气隙长度为0.4mm,磁极面积S=1/4π(R2-r2)=5.9×103mm2,线圈匝数为500匝,弹簧刚度为150N/mm,计算出线圈中的励磁电流为I=1.6×10-2A。调节摩擦片变形减消机构中线圈的励磁电流大小为1.6×10-2A,改变线圈中的电流方向,产生相应的磁吸力,减消摩擦片的变形;当位移偏差量的值为负,大小为0.01mm时。同理,调节摩擦片变形减消机构中线圈的励磁电流大小为1.6×10-2A,产生相应的磁斥力,减消摩擦片的碟形变形。
上述摩擦片产生碟形翘曲变形时,对应摩擦片变形减消机构中n个弧形电磁铁的电流通入方向相同,且电流大小也相同。
与此同时,摩擦片翘曲变形控制机构取消对摩擦片外周施加的所有径向位移约束,进而使得摩擦片的翘曲变形得到消减。
以上详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明的技术构思范围内,可以对本发明的技术方案进行多种等同变换,这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置,其特征在于:包括摩擦片翘曲变形控制机构和摩擦片变形减消机构;
摩擦片翘曲变形控制机构具有两套,分别为主动摩擦片翘曲变形控制机构和被动摩擦片翘曲变形控制机构;主动摩擦片翘曲变形控制机构设置在主动摩擦片外周,被动摩擦片翘曲变形控制机构设置在被动摩擦片的外周;
每套摩擦片翘曲变形控制机构均包括n个圆弧钢片、n个钢片径向驱动单元和n个圆弧应变片;其中,n≥2;
n个圆弧钢片沿周向均匀包覆在主动摩擦片或被动摩擦片的外周;n个圆弧钢片将主动摩擦片或被动摩擦片分隔为n个扇形区域;
n个钢片径向驱动单元与n个圆弧钢片一一对应,用于驱动对应圆弧钢片的径向移动;
n个圆弧应变片设置在n个圆弧钢片的内侧,用于检测对应圆弧钢片的径向位移量;
摩擦片变形减消机构具有两套,分别为主动摩擦片变形减消机构和被动摩擦片变形减消机构;主动摩擦片变形减消机构用于减消主动摩擦片的翘曲变形;被动摩擦片变形减消机构用于减消被动摩擦片变形减消机构的翘曲变形;
每套摩擦片变形减消机构均包括永磁衔铁片、n个弧形电磁铁和n个轴向位移传感器;
永磁衔铁片呈环形,设置在朝向油膜间隙一侧的主动摩擦片或被动摩擦片上;
n个弧形电磁铁拼合成环形,设置在与永磁衔铁片正对应的主动片活塞盘或被动片支座上;同时,n个弧形电磁铁与n个圆弧钢片的周向位置一一对应;
n个轴向位移传感器用于检测与主动摩擦片或被动摩擦片中n个扇形区域的轴向位移量。
2.根据权利要求1所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置,其特征在于:n=4。
3.根据权利要求1所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的装置,其特征在于:每个弧形电磁铁均包括弧形磁轭和绕设在弧形磁轭上的线圈。
4.一种用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤1、产生翘曲变形:通过摩擦片翘曲变形控制机构对摩擦片外周施加径向位移约束,使得摩擦片产生翘曲变形:其中,摩擦片翘曲变形的类型包括碟形翘曲变形和波浪形翘曲变形;
步骤2、监测轴向位移量:摩擦片变形减消机构中的n个轴向位移传感器能对相应摩擦片中n个扇形区域的轴向位移量进行实时监测;
步骤3、减消摩擦片翘曲变形:根据步骤2中,n个轴向位移传感器监测得到n个扇形区域的轴向位移量的正负和大小,调节摩擦片变形减消机构中n个弧形电磁铁的电流通入方向和大小,从而对摩擦片的对应扇形区域施加磁吸力或磁斥力;与此同时,摩擦片翘曲变形控制机构取消对摩擦片外周施加的所有径向位移约束,进而使得摩擦片的翘曲变形得到消减。
5.根据权利要求4所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法,其特征在于:步骤3中,当第i个扇形区域的轴向位移量的正值时,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁施加磁吸力;其中,1≤i≤n;当第i个扇形区域的轴向位移量的负值时,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁施加磁斥力。
6.根据权利要求5所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法,其特征在于:步骤3中,设第i个扇形区域的轴向位移量为Δd,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁上线圈匝数为N,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁的截面积为S,与第i个扇形区域对应的弧形电磁铁中通入的电流为I,则电流I通过如下公式计算得出:
Figure FDA0003663601900000021
式中,μ为弧形电磁铁的磁导率,k为摩擦片的弹性系数;d0为摩擦片与对应摩擦片变形减消机构之间的初始间隙宽度。
7.根据权利要求4所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法,其特征在于:步骤1中,摩擦片产生翘曲变形的类型包括碟形翘曲变形和波浪形翘曲变形;
所述碟形翘曲变形的产生方法,有如下两种:
第一种、热变形产生:主动摩擦片翘曲变形控制机构和被动摩擦片翘曲变形控制机构均不工作,主动摩擦片和被动摩擦片外周均无径向位移约束;当主动摩擦片和被动摩擦片受热产生径向变形时,包覆在主动摩擦片或被动摩擦片外周的圆弧应变片产生变形,圆弧应变片将对相应主动摩擦片或被动摩擦片的径向位移量进行检测,当主动摩擦片或被动摩擦片外周的n个圆弧应变片检测的所有径向位移量均相同时,则认为主动摩擦片或被动摩擦片产生碟形翘曲变形;
第二种:径向约束产生:主动摩擦片翘曲变形控制机构不工作,被动摩擦片翘曲变形控制机构中n个钢片径向驱动单元动作,对被动片施加相同的径向载荷,控制被动片外圈的径向位移约束;圆弧应变片将对被动摩擦片的径向位移量进行检测,由于n个钢片径向驱动单元对被动片施加径向载荷相同,故而,被动摩擦片的径向位移量相同,被动片产生碟形翘曲变形;
所述波浪形翘曲变形的产生方法为:主动摩擦片翘曲变形控制机构不工作,被动摩擦片翘曲变形控制机构中不相邻的n/2个钢片径向驱动单元动作,对被动片施加相同的径向载荷;当被动片受热产生径向变形时,被动片呈现波浪形翘曲变形。
8.根据权利要求5所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法,其特征在于:步骤3中,当摩擦片产生碟形翘曲变形时,对应摩擦片变形减消机构中n个弧形电磁铁的电流通入方向相同,且电流大小也相同。
9.根据权利要求5所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法,其特征在于:每个钢片径向驱动单元均为液压油缸。
10.根据权利要求9所述的用于控制并减消液粘传动摩擦片翘曲变形的方法,其特征在于:设液压油缸的输出油压为P,通过调节液压油缸中油压的大小控制液压油缸中活塞杆伸出的位移大小,进而控制对摩擦片的径向位移约束,P可表示为:
Figure FDA0003663601900000031
式中:F是液压油缸的工作推力;D是液压油缸的内径;β是液压油缸的负荷率。
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