CN201013802Y

CN201013802Y - 热管式磁流变制动装置

Info

Publication number: CN201013802Y
Application number: CNU2007201233470U
Authority: CN
Inventors: 曹兴进; 郑军
Original assignee: Chongqing University
Current assignee: Chongqing University
Priority date: 2007-01-16
Filing date: 2007-01-16
Publication date: 2008-01-30
Anticipated expiration: 2017-01-16

Abstract

一种热管式磁流变制动装置，主要解决磁流变制动器的散热问题。其包括传动轴、支撑轴、制动转子、左、右端盖、磁轭、励磁线圈、磁流变液、吸液芯热管；制动转子内有空腔两侧有通孔，左侧孔与传动轴固连，右侧孔与支撑轴固连；在传动轴圆锥孔端加工有充液孔；制动转子内部空腔与传动轴盲孔连通成密闭空间，其内填充的工质在传动轴圆锥段盲孔对应的外表面沿轴向焊接平行排列翅片，翅片与左端盖之间装有风扇叶片；励磁线圈安装于磁轭中；左、右端盖和磁轭固连后形成固定壳体；制动转子与固定壳体之间填充磁流变液，在磁轭中沿圆周方向均匀安装有吸液芯热管。它主要应用于变速箱制动、电机制动等机械动力传动领域。

Description

热管式磁流变制动装置

技术领域：

本实用新型涉及磁流变制动装置，该装置主要应用于变速箱制动、电机制动等机械动力传动领域。

背景技术：

美国Lord公司制造的MR Brake(磁流变旋转式制动器)引入磁流变液作为工作介质，通过电磁线圈产生的磁场改变其流变特性，结构紧凑、制动平稳；但在高转速时该制动器在制动过程中存在较大滑差功率，产生的热会导致系统升温，使磁流变液特性改变，将影响制动器的性能和使用寿命。

热管是一种新型高效的传热元件，其导热率是同尺寸铜棒导热率的数百倍，且结构简单，工作可靠，体积较小。在吸液芯热管中，当热源向蒸发段供热时，工质液体吸热汽化，蒸汽在压差作用下高速流向冷凝段，在冷凝段向冷源放出汽化潜热而凝结成液体，凝结液在毛细吸液芯抽吸力的作用下从冷凝段返回蒸发段完成一个循环，在此循环过程中，热源的热量就不断地由热管一端传至另一端，散发给冷源。旋转热管与吸液芯热管传热机理相同，不同之处在于旋转热管自身是旋转件，因而不需要吸液芯而依靠旋转时离心力沿管壁方向的分力来使凝结液回流到蒸发段。

发明内容：

本实用新型的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种制动平稳，散热好的热管式磁流变制动装置。

本实用新型的目的可以通过下述方案来达到：一种热管式磁流变制动装置，包括传动轴、支撑轴、制动转子、左、右端盖、磁轭、励磁线圈、磁流变液、吸液芯热管。制动转子内有空腔，两侧有通孔，其左侧孔与传动轴固连，其右侧孔与支撑轴固连，并保证三者同心；制动转子内部空腔的左端内壁与传动轴中心线成60°～87°的夹角；传动轴与制动转子固连的一端内加工有盲孔，盲孔由一段圆柱孔和一段圆锥孔组成，圆锥孔的锥角为3°～30°；在传动轴的圆锥孔端加工有充液孔；制动转子的内部空腔与传动轴的盲孔连通成密闭空间，其内填充的工质体积占整个密闭空间容积的5％～30％；在传动轴圆锥段盲孔对应的外表面沿轴向焊接平行排列的翅片，翅片之间的间距为5～20mm；在传动轴上翅片与左端盖之间装有风扇叶片；支撑轴通过轴承支撑在右端盖的轴承孔上，并用圆螺母和轴承端盖压紧；励磁线圈安装于磁轭中；左、右端盖和磁轭固连后形成固定壳体；制动转子与固定壳体之间的间隙为工作间隙，工作间隙厚度为0.5～3mm，在工作间隙中填充磁流变液，填充率为30％～100％；在传动轴与左端盖之间，在支撑轴与右端盖之间，在左、右端盖与磁轭连接处，在隔磁环与磁轭连接处均有密封；在磁轭中沿圆周方向均匀安装有吸液芯热管，每一吸液芯热管的蒸发段嵌入磁轭中，冷凝段伸出磁轭。

该装置制动时由于较大滑差功率的存在，致使工作间隙温度升高。制动转子的空腔内的工质在离心力的作用下被甩向空腔内壁，在内壁受热汽化，汽化的工质扩散到传动轴盲孔内遇冷液化，放出的热量以导热的方式经传动轴传递给翅片，翅片再以对流换热的形式将热量散发到外部空气中；由于传动轴的旋转，液化的工质在离心力分力的作用下沿传动轴的内壁回流到制动转子的内空腔，在该处因受热再次蒸发，工质以此方式，不断的将工作间隙中产生的热量散发到空气中。同时吸液芯热管工作也能不断地将磁轭中由励磁线圈产生的和由磁流变液工作时产生的热量散发到空气中，降低了磁轭的温度，避免励磁线圈烧坏，提高了制动装置的滑差功率和滑差范围。

本实用新型的技术效果：

1.由于将传动轴和制动转子固连后的连接件做成了一根旋转热管，工作时能有效的降低制动转子的温度，保证了磁流变液工作时的性能稳定，增大了制动装置的散热功率。

2.由于在磁轭中沿圆周方向安装有吸液芯热管，能有效的散发由励磁线圈产生的以及由磁流变液工作时产生的热量，降低磁轭温度，避免线圈烧坏，提高了制动装置的散热功率。

附图说明：

图1为该制动装置主剖视图。

图2为该制动装置左视图。

图3传动轴、制动转子和支撑轴固连后的剖视图。

图4为吸液芯热管放大的剖视图。

在图1至图4中：

1-制动转子；2-轴承端盖；3-支撑轴；4-圆螺母；5-轴承；6-垫圈；7-毡圈油封；8-右端盖；9-磁流变液；10-密封圈；11-磁轭；12-隔磁环；13-励磁线圈；14-吸液芯热管；15-密封圈；16-左端盖；17-风扇叶片；18-毡圈油封；19-翅片；20-充液孔；21-键；22-传动轴；23-翅片；24-工质；25-吸液芯；26-管壳；27-吸液芯热管蒸发段；28-吸液芯热管冷凝段。

具体实施方式：

参看附图1～4，转矩经传动轴3输入，在励磁线圈13作用下在工作间隙中产生磁场，通过改变外加磁场来改变磁流变液9的粘性和屈服应力，进而改变制动装置的制动力矩。

制动转子1内有空腔，两侧有通孔，其左侧孔与传动轴22固连，其右侧孔与支撑轴3固连，并保证三者同心；制动转子1内部空腔的左端内壁与传动轴22中心线成80°的夹角；传动轴22与制动转子1固连的一端内加工有盲孔，盲孔由一段圆柱孔和一段圆锥孔组成，圆锥孔的锥角为8°；在传动轴22的圆锥孔端加工有充液孔20；制动转子1的内部空腔与传动轴22的盲孔连通成密闭空间，其内填充的工质24体积占整个密闭空间容积的20％；在传动轴22圆锥段盲孔对应的外表面沿轴向焊接有平行排列的翅片19，翅片19之间的间距为5mm；在传动轴22上翅片19与左端盖16之间装有风扇叶片17；支撑轴3通过轴承5支撑在右端盖8的轴承孔上，并用圆螺母4和轴承端盖2压紧；励磁线圈13安装于磁轭11中；左端盖17、右端盖8和磁轭11固连后形成固定壳体；制动转子1与固定壳体之间的间隙为工作间隙，工作间隙厚度为1mm，在工作间隙中填充磁流变液9，填充率为100％；在传动轴22与左端盖16之间，在支撑轴3与右端盖8之间，在左端盖16、右端盖8与磁轭11连接处，在隔磁环12与磁轭11连接处均有密封；在磁轭11中沿圆周方向均匀安装有吸液芯热管14，每一吸液芯热管14的蒸发段27嵌入磁轭11中，冷凝段28伸出磁轭11。

Claims

1.一种热管式磁流变制动装置，包括传动轴、支撑轴、制动转子、左、右端盖、磁轭、励磁线圈、磁流变液、吸液芯热管；其特征在于制动转子内有空腔，两侧有通孔，其左侧孔与传动轴固连，其右侧孔与支撑轴固连，并保证三者同心；制动转子内部空腔的左端内壁与传动轴中心线成60°～87°的夹角；传动轴与制动转子固连的一端内加工有盲孔，盲孔由一段圆柱孔和一段圆锥孔组成，圆锥孔的锥角为3°～30°；在传动轴的圆锥孔端加工有充液孔；制动转子的内部空腔与传动轴的盲孔连通成密闭空间，其内填充的工质体积占整个密闭空间容积的5％～30％；在传动轴圆锥段盲孔对应的外表面沿轴向焊接平行排列的翅片，翅片之间的间距为5～20mm；在传动轴上翅片与左端盖之间装有风扇叶片；支撑轴通过轴承支撑在右端盖的轴承孔上，并用圆螺母和轴承端盖压紧；励磁线圈安装于磁轭中；左、右端盖和磁轭固连后形成固定壳体；制动转子与固定壳体之间的间隙为工作间隙，工作间隙厚度为0.5～3mm，在工作间隙中填充磁流变液，填充率为30％～100％；在传动轴与左端盖之间，在支撑轴与右端盖之间，在左、右端盖与磁轭连接处，在隔磁环与磁轭连接处均有密封；在磁轭中沿圆周方向均匀安装有吸液芯热管，每一吸液芯热管的蒸发段嵌入磁轭中，冷凝段伸出磁轭。