CN202468782U

CN202468782U - 双盘式挤压磁流变制动器

Info

Publication number: CN202468782U
Application number: CN2012200271300U
Authority: CN
Inventors: 刘新华; 刘浩; 刘永志; 李奇; 刘友会; 孟艳伟
Original assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Current assignee: China University of Mining and Technology CUMT
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2022-01-20

Abstract

本实用新型公开了一种双盘式挤压磁流变制动器，属于液体阻力制动器领域，包括左导磁外壳、出液口、左端盖、传动轴、圆锥滚子轴承、轴承座、进液口、主动圆盘、励磁线圈、隔磁环、制动圆盘、右导磁外壳、右端盖和制动轴，右导磁外壳上设有加压装置，加压装置包括弹簧、压板、隔磁板、电磁铁和隔磁外壳。本实用新型当制动扭矩不足时，除了通过提高励磁线圈电流来增加扭矩外，还可以增大电磁铁的电流，从而增大磁流变液在磁场方向产生正应力，使其剪切力得到较大提高，极大地提高了制动器的最大制动转矩，增大了制动器制动转矩的范围，可应用于大功率机械制动。

Description

双盘式挤压磁流变制动器

技术领域

本实用新型涉及一种磁流变制动器，具体是一种双盘式挤压磁流变制动器，属于液体阻力制动器领域。

背景技术

磁流变液是一种新型的智能材料，当无外加磁场时，其呈现出低粘度类牛顿流体特性，而一旦加外加磁场时，其流体性质就会发生急剧变化，呈现出高粘度、低流动性类固体态。而且这种流变特性具有瞬间性，可逆性。在磁场作用下磁流变液中磁性颗粒可形成通链、支链、孤立链和柱状链等微观结构，当磁流变液在磁场中受到沿磁场方向的外加正压力时，其剪切应力可以得到较大提高，甚至是提高一个数量级。这种通过施加压力改变磁流变液性能的方法即所谓的磁流变液挤压强化技术。由于磁流变液的这种优良的流变特性，其在机械、汽车等领域得到了广泛的应用。公开号为CN102146968A的中国实用新型专利2011年8月10日公开的一种 “多盘式磁流变制动器”，通过增加摩擦片的数量，从而实现大扭矩制动。公开号为CN1482376A的中国实用新型专利2004年3月17日公开的一种“结构可变的旋转式磁流变液制动器”，采用一种分隔结构，将制动器分为两个腔体，可以决定安装一个或两个转盘，从而有效地提高磁流变效率，保证制动器能够提供较大的阻尼力矩。公开号为CN101225859A的中国实用新型专利2008年7月23日公开的一种“磁流变液制动器”，采用永磁铁作为磁源，通过活动保持架的转动而改变闭合磁路的方向，从而实现制动。上述磁流变制动器只能通过增大励磁线圈的电流或者增加摩擦片的数量增加制动扭矩。增大励磁线圈的电流在一定范围内可以有效地增加转矩，但当磁流变液达到磁饱和之后，增大励磁线圈的电流则无法增加转矩，无法实现大扭矩制动。增加摩擦片的数量不但使装置更加复杂，难以进行加工和装配，而且操作困难，可靠性得不到保证。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种双盘式挤压磁流变制动器，当磁流变液达到磁饱和之后，增大励磁线圈的电流可以增加转矩，极大地提高制动器的最大制动转矩，增大制动器制动转矩的范围。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种双盘式挤压磁流变制动器，包括左导磁外壳、出液口、左端盖、传动轴、圆锥滚子轴承、轴承座、进液口、主动圆盘、励磁线圈、隔磁环、制动圆盘、右导磁外壳、右端盖和制动轴，左导磁外壳与右导磁外壳通过螺钉扣合固定在一起，轴承座通过螺钉固定在左导磁外壳的端部，轴承座的端部通过螺钉固定带有密封圈的左端盖，传动轴通过一对圆锥滚子轴承与轴承座相连，锁紧螺母将圆锥滚子轴承压紧，主动圆盘通过螺钉固定在传动轴的右端，制动轴与右导磁外壳键连接，右导磁外壳端部通过螺钉固定带有密封圈的右端盖，右端盖将制动轴压紧，制动圆盘通过螺钉固定在制动轴的左端，在主动圆盘、制动圆盘与左导磁外壳、右导磁外壳构成的凹槽内依次设有励磁线圈、隔磁环、旋转密封圈，隔磁环上设有注入、排出磁流变液的进液口和出液口，右导磁外壳上设有加压装置，所述的加压装置包括弹簧、压板、隔磁板、电磁铁和隔磁外壳，所述的压板端部形成有一凸台，制动轴轴端处的压板板体上开有压槽，槽宽大于制动轴轴端直径，压板末端通过弹簧与右导磁外壳相连接，电磁铁设于隔磁外壳中，置于隔磁板上，隔磁外壳与隔磁板通过螺钉固定在右导磁外壳上。

本实用新型与现有技术相比，采用电磁铁加压方式，利用电磁铁的吸力对固化后的磁流变液沿磁场方向施加正压力，提高磁流变液的剪切应力。当制动扭矩不足时，除了通过提高励磁线圈电流来增加扭矩外，还可以增大电磁铁的电流，从而增大磁流变液在磁场方向产生正应力，使其剪切力得到较大提高，极大地提高了制动器的最大制动转矩，增大了制动器制动转矩的范围，可应用于大功率机械制动。采用了双盘制动结构，其结构简单、可靠性高、利于散热、方便加工和装配。旋转密封圈将磁流变液密封于左、右两盘之间，固化后加压，泄漏较小，提高了可靠性。设有进、出液口，更换磁流变液较为方便。励磁线圈固定于导磁外壳内，无需电刷等设备。励磁线圈内设有隔磁环，导磁外壳为高导磁材料，减小了漏磁，从而保证两盘间的磁场强度。电磁铁置于隔磁外壳中，从而降低电磁铁对两盘间的磁场干扰，提高了机构的可靠性。制动轴与右导磁外壳通过花键连接，保证了较大的制动力矩的实现，而且便于拆卸。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的A-A向剖面视图。

图中：1、左导磁外壳，2、出液口，3、密封圈，4、左端盖，5、传动轴，6、锁紧螺母，7、圆锥滚子轴承，8、轴承座，9、进液口，10、主动圆盘，11、励磁线圈，12、隔磁环，13、旋转密封圈，14、制动圆盘，15、弹簧，16、右导磁外壳，17、右端盖，18、制动轴，19、压板，20、隔磁板，21、电磁铁，22、隔磁外壳。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本双盘式挤压磁流变制动器，包括左导磁外壳1、出液口2、左端盖4、传动轴5、圆锥滚子轴承7、轴承座8、进液口9、主动圆盘10、励磁线圈11、隔磁环12、制动圆盘14、右导磁外壳16、右端盖17和制动轴18，左导磁外壳1与右导磁外壳16通过螺钉扣合固定在一起，轴承座8通过螺钉固定在左导磁外壳1的端部，轴承座8的端部通过螺钉固定带有密封圈3的左端盖4；传动轴5通过一对圆锥滚子轴承7与轴承座8相连，锁紧螺母6将圆锥滚子轴承7压紧，主动圆盘10通过螺钉固定在传动轴5的右端；制动轴18与右导磁外壳16键连接，右导磁外壳16端部通过螺钉固定带有密封圈的右端盖17，右端盖17将制动轴18压紧；制动圆盘14通过螺钉固定在制动轴18的左端，在主动圆盘10、制动圆盘14与左导磁外壳1、右导磁外壳16构成的凹槽内依次设有励磁线圈11、隔磁环12、旋转密封圈13，励磁线圈固定于导磁外壳内，无需电刷等设备。励磁线圈内设有隔磁环，导磁外壳为高导磁材料，减小了漏磁，从而保证两盘间的磁场强度。旋转密封圈13将磁流变液密封于左、右两盘之间，固化后加压，泄漏小，提高了可靠性。隔磁环12上设有注入、排出磁流变液的进液口2和出液口9，更换磁流变液方便。右导磁外壳16上设有加压装置，所述的加压装置包括弹簧15、压板19、隔磁板20、电磁铁21和隔磁外壳22，压板19端部形成有一凸台，制动轴18轴端处的压板19板体上开有压槽，是为了容纳制动轴18的轴端，槽宽需大于制动轴18轴端直径。压板19末端通过弹簧15与右导磁外壳16相连接，电磁铁21设于隔磁外壳22中，置于隔磁板20上，电磁铁置于隔磁外壳中，从而降低电磁铁对两盘间的磁场干扰，提高了机构的可靠性。隔磁外壳22与隔磁板20通过螺钉固定在右导磁外壳16上。本实用新型的加压装置采用电磁铁加压方式，利用电磁铁21的吸力对固化后的磁流变液沿磁场方向施加正压力，提高磁流变液的剪切应力。当制动扭矩不足时，除了通过提高励磁线圈11的电流来增加扭矩外，还可以增大电磁铁21的电流，从而增大磁流变液在磁场方向产生正应力，使其剪切力得到较大提高，极大地提高制动器的最大制动转矩，增大制动器制动转矩的范围，可应用于大功率机械制动。

作为本实用新型的改进，主动圆盘10与制动圆盘14的间隙为1-2mm，过小时（小于1mm）磁流变液的流动性受到影响变差，过大（大于2mm）时制动能力下降。

作为本实用新型的改进，如图2所示，制动轴18通过花键与右导磁外壳16相连接，保证了较大的制动力矩的实现，而且便于拆卸。采用花键连接，相较平键、单键更平稳。

在励磁线圈11中通入电流，从而在主动圆盘10和制动圆盘14之间产生具有一定磁感应强度的磁场，并且磁场强度随电流增大而增大，从而使两盘间的磁流变液瞬间由类牛顿流体转变为高粘度、低流动性类固体态，磁流变液中磁性颗粒沿磁力线方向排列成链。由于制动圆盘14不可转动，主动圆盘10受到链的剪切应力作用，从而实现制动。增大励磁线圈11中的电流大小即可提高制动器的制动扭矩。当磁流变液达到磁饱和之后，增大励磁线圈11中的电流大小不再能够提高制动器的制动扭矩。此时，若想继续增大制动转矩，向固定于隔磁板20和隔磁外壳22中的电磁铁21中通入电流，吸下压板19，压迫带有花键的制动轴18，使磁流变液在磁场中受到沿磁场方向的外加正压力，可以较大提高了磁流变液剪切应力，从而提供更大的制动力矩，而且操作方便。

Claims

1. 一种双盘式挤压磁流变制动器，包括左导磁外壳（1）、出液口（2）、左端盖（4）、传动轴（5）、圆锥滚子轴承（7）、轴承座（8）、进液口（9）、主动圆盘（10）、励磁线圈（11）、隔磁环（12）、制动圆盘（14）、右导磁外壳（16）、右端盖（17）和制动轴（18），左导磁外壳（1）与右导磁外壳（16）通过螺钉扣合固定在一起，轴承座（8）通过螺钉固定在左导磁外壳（1）的端部，轴承座（8）的端部通过螺钉固定带有密封圈（3）的左端盖（4），传动轴（5）通过一对圆锥滚子轴承（7）与轴承座（8）相连，锁紧螺母（6）将圆锥滚子轴承（7）压紧，主动圆盘（10）通过螺钉固定在传动轴（5）的右端，制动轴（18）与右导磁外壳（16）键连接，右导磁外壳（16）端部通过螺钉固定带有密封圈的右端盖（17），右端盖（17）将制动轴（18）压紧，制动圆盘（14）通过螺钉固定在制动轴（18）的左端，主动圆盘（10）与制动圆盘（14）之间存在间隙，在主动圆盘（10）、制动圆盘（14）与左导磁外壳（1）、右导磁外壳（16）构成的凹槽内依次设有励磁线圈（11）、隔磁环（12）、旋转密封圈（13），隔磁环（12）上设有注入、排出磁流变液的进液口（2）和出液口（9），其特征是：右导磁外壳（16）上设有加压装置，所述的加压装置包括弹簧（15）、压板（19）、隔磁板（20）、电磁铁（21）和隔磁外壳（22），所述的压板（19）端部形成有一凸台，制动轴（18）轴端处的压板（19）板体上开有压槽，槽宽大于制动轴（18）轴端直径，压板（19）末端通过弹簧（15）与右导磁外壳（16）相连接，电磁铁（21）设于隔磁外壳（22）中，置于隔磁板（20）上，隔磁外壳（22）与隔磁板（20）通过螺钉固定在右导磁外壳（16）上。

2. 根据权利要求1所述的一种双盘式挤压磁流变制动器，其特征是：所述的主动圆盘（10）与制动圆盘（14）的间隙为1-2mm。

3. 根据权利要求1或2所述的一种双盘式挤压磁流变制动器，其特征是：所述的制动轴（18）通过花键与右导磁外壳（16）相连接。