CN208109640U - 一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置,包括旋转驱动机构、直线往复运动机构和圆筒剪切机构。本实用新型的有益效果主要是结合电磁线圈和永磁铁形成的强大复合磁场,有效的克服了现有磁流变液沉降检测仪器存在的磁场强度较弱等问题;装置基于电导率的新检测法,在模拟磁流变液剪切工况的条件下能够实时检测磁流变液沉降稳定性;另外,该装置采用卧式结构,使得磁流变液的装填及清理工作变得简单易行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变液沉降检测装置,尤其是一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置。
背景技术
磁流变液作为一种新型的智能材料,由于其自身具有良好的可逆流变性能,被广泛的应用于现代制造、工程控制、航空航天、生物医学等重大工程。有研究表明,合理的磁流变液组成成分配比及其各成分在内部形成的均匀、可靠的微观力学结构是磁流变液具备可逆流变功能和优良力学性能的基础。但是,由固相和液相组成的磁流变液由于两组成相之间的密度不同,在长期的工作中发生沉降、团聚等情况是不可避免的,进而导致磁流变液性能的失效。因此非常有必要提供一种检测装置,用来检测磁流变液沉降稳定性,以便在工程使用时对失效的磁流变液进行定期更换。然而,现有的磁流变液沉降稳定性检测仪器还比较少,且存在工作原理复杂、检测精度低、灵敏度差等缺陷。
另外,由于磁流变液一般含有油基载液、油基添加剂成分,因此使得磁流变液具有一定的粘性,这就使得磁流变液在使用过程中存在装填及清理的困难,且比较费时、费力的问题,亟需解决。
基于上述问题的基础上,本实用新型提出了一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置,该装置基于电导率检测法,采用圆筒剪切结构,既能模拟磁流变液的实际剪切工况,又能实时的检测磁流变液的沉降稳定性。同时,该装置采用卧式结构,使得磁流变液的装填及清理工作变得简单易行。
实用新型内容
为了克服目前磁流变液沉降检测仪器存在的工作原理复杂、检测精度低、灵敏度差、实际磁场强度弱以及对磁流变液进行装填、清理困难等缺陷,本实用新型提供基于电导率原理的一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置。该装置采用卧式的圆筒剪切结构,能实际模拟磁流变液的剪切工况,并实现对剪切工况下磁流变液沉降稳定性能的实时、精确检测。
为了解决上述技术问题,本实用新型采用的技术方案是:一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置,包括旋转驱动机构、直线往复运动机构和圆筒剪切机构。所述的旋转驱动机构是由扭矩传感器(3)、联轴器(4)、电机架(5)、伺服电机(6)组成;所述的直线往复运动机构是由工作台(8)、圆直线导轨(12)、方滑块(7)、气缸(9)、气缸固定座(13)、气缸挂架(10)、M10螺母(11)组成;所述的圆筒剪切机构是由剪切外筒(14)、回转筒(15)、电磁线圈(16)、M3螺钉(17)、一号端盖(18)、轴承(19)、回转轴(20)、毡圈(21)、密封圈(22)、轴套(23)、磁流变液(24)、永磁铁(25)、M8螺母(26)、二号端盖(27)、M6螺钉(28)、一号导线(29)、弹簧卡圈(30)、M4螺钉(31)、二号导线(32)组成。
所述的伺服电机(6)通过电机架(5)固定于工作台(8)上,目的是提供回转剪切力;
所述的扭矩传感器(3)通过联轴器(4)分别和伺服电机(6)、回转轴(20)相连接,并通过螺钉固定于工作台(8)上,目的是检测剪切扭矩;
所述的工作台(8)为矩形钢板,其两边分别设置有2个方滑块(7);
所述的方滑块(7)与圆直线导轨(12)配合,其作用主要使工作台(8)能沿圆直线导轨(12)移动;
所述的圆直线导轨(12)通过螺钉固定于底座(1)上;
所述的气缸挂架(10)上端通过螺钉固定于工作台(8)的前端,下端通过M10螺母(11)与气缸(9)相连接;
所述的气缸(9)通过气缸固定座(13)固定于底座(1)上,目的是为工作台(8)实现直线往复运动提供动力;
所述的剪切外筒(14)所用的材料为铁,通过8个M6螺钉(28)固定于剪切筒固定座(2)上;
所述的剪切筒固定座(2)材料为亚克力,固定于底座(1)上;
所述的电磁线圈(16)缠绕在剪切外筒(14)的外侧,其作用主要是和永磁铁(25)形成复合磁场;
所述的一号端盖(18)所用的材料为铁,与轴承(19)过盈配合,其外圆面和内孔壁分别开有环形小凹槽,用于固定毡圈(21)和密封圈(22);
所述的轴承(19)共2个,分别与回转轴(20)、回转筒(15)过盈配合,并通过弹簧卡圈(30)轴向固定;
所述的毡圈(21)和密封圈(22)分别有2个,且均为橡胶材料,其作用是对密封磁流变液(24)实现密封,防止磁流变液(24)泄漏;
所述的二号端盖(27)所用的材料为铁,与轴承(19)过盈配合,其端面开有螺纹孔,用于M4螺钉(31)的固定,其外圆面和内孔壁分别开有环形小凹槽,用于固定毡圈(21)和密封圈(22);
所述的回转筒(15)材料为铁,其腔内开有盲孔,用于和回转轴(20)的轴端配合,并通过M3螺钉(17)与回转轴(20)固定,保证了装配的同轴度要求;
所述的永磁铁(25)共2个,通过M8螺母(26)固定于回转轴(20)上,并通过轴套(23)保持一定的距离,目的是形成均匀、稳定的磁场;
所述的一号导线(29)缠绕于M6螺钉(28)上,目的是向磁流变液(24)输入检测电流;
所述的二号导线(32)缠绕于M4螺钉(31)上,目的是从磁流变液(24)输出检测电流;
所述的磁流变液(24)填充满由剪切外筒(14)、一号端盖(18)、二号端盖(27)、回转轴(20)、回转筒(15)、M4螺钉(31)、毡圈(21)和密封圈(22)组成的封闭空间。
本实用新型的有益效果是,本实用新型一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置采用圆筒剪切结构,结合电磁线圈和永磁铁形成的强大复合磁场,有效的克服了现有磁流变液沉降检测仪器存在的磁场强度较弱等问题。装置基于电导率的新检测法,在模拟磁流变液剪切工况的条件下能够实时检测磁流变液沉降稳定性;另外,该装置采用卧式结构,使得磁流变液的装填及清理工作变得简单易行。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细地说明。
图1为本实用新型装置的整体外观图;
图2为本实用新型的结构示意图;
图3为本实用新型装置的圆筒剪切机构的局部放大图;
图中1.底座,2.剪切筒固定座,3.扭矩传感器,4.联轴器,5.电机架,6.伺服电机,7.方滑块,8.工作台,9.气缸,10.气缸挂架,11.M10螺母,12.圆直线导轨,13.气缸固定座,14.剪切外筒,15.回转筒,16.电磁线圈,17.M3螺钉,18.一号端盖,19.轴承,20.回转轴,21.毡圈,22.密封圈,23.轴套,24.磁流变液,25.永磁铁,26.M8螺母,27.二号端盖,28.M6螺钉,29.一号导线,30.弹簧卡圈,31.M4螺钉,32.二号导线。
具体实施方式
一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置,包括旋转驱动机构、直线往复运动机构和圆筒剪切机构。所述的旋转驱动机构是由扭矩传感器(3)、联轴器(4)、电机架(5)、伺服电机(6)组成;所述的直线往复运动机构是由工作台(8)、圆直线导轨(12)、方滑块(7)、气缸(9)、气缸固定座(13)、气缸挂架(10)、M10螺母(11)组成;所述的圆筒剪切机构是由剪切外筒(14)、回转筒(15)、电磁线圈(16)、M3螺钉(17)、一号端盖(18)、轴承(19)、回转轴(20)、毡圈(21)、密封圈(22)、轴套(23)、磁流变液(24)、永磁铁(25)、M8螺母(26)、二号端盖(27)、M6螺钉(28)、一号导线(29)、弹簧卡圈(30)、M4螺钉(31)、二号导线(32)组成。
所述的伺服电机(6)通过电机架(5)固定于工作台(8)上,目的是提供回转剪切力;所述的扭矩传感器(3)通过联轴器(4)分别和伺服电机(6)、回转轴(20)相连接,并通过螺钉固定于工作台(8)上,目的是检测剪切扭矩;所述的工作台(8)为矩形钢板,其两边分别设置有2个方滑块(7);所述的方滑块(7)与圆直线导轨(12)配合,其作用主要使工作台(8)能沿圆直线导轨(12)移动;所述的圆直线导轨(12)通过螺钉固定于底座(1)上;所述的气缸挂架(10)上端通过螺钉固定于工作台(8)的前端,下端通过M10螺母(11)与气缸(9)相连接;所述的气缸(9)通过气缸固定座(13)固定于底座(1)上,目的是为工作台(8)实现直线往复运动提供动力;所述的剪切外筒(14)所用的材料为铁,通过8个M6螺钉(28)固定于剪切筒固定座(2)上;所述的剪切筒固定座(2)材料为亚克力,固定于底座(1)上;所述的电磁线圈(16)缠绕在剪切外筒(14)的外侧,其作用主要是和永磁铁(25)形成复合磁场;所述的一号端盖(18)所用的材料为铁,与轴承(19)过盈配合,其外圆面和内孔壁分别开有环形小凹槽,用于固定毡圈(21)和密封圈(22);所述的轴承(19)共2个,分别与回转轴(20)、回转筒(15)过盈配合,并通过弹簧卡圈(30)轴向固定;所述的毡圈(21)和密封圈(22)分别有2个,且均为橡胶材料,其作用是对密封磁流变液(24)实现密封,防止磁流变液(24)泄漏;所述的二号端盖(27)所用的材料为铁,与轴承(19)过盈配合,其端面开有螺纹孔,用于M4螺钉(31)的固定,其外圆面和内孔壁分别开有环形小凹槽,用于固定毡圈(21)和密封圈(22);所述的回转筒(15)材料为铁,其腔内开有盲孔,用于和回转轴(20)的轴端配合,并通过M3螺钉(17)与回转轴(20)固定,保证了装配的同轴度要求;所述的永磁铁(25)共2个,通过M8螺母(26)固定于回转轴(20)上,并通过轴套(23)保持一定的距离,目的是形成均匀、稳定的磁场;所述的一号导线(29)缠绕于M6螺钉(28)上,目的是向磁流变液(24)输入检测电流;所述的二号导线(32)缠绕于M4螺钉(31)上,目的是从磁流变液(24)输出检测电流;所述的磁流变液(24)填充满由剪切外筒(14)、一号端盖(18)、二号端盖(27)、回转轴(20)、回转筒(15)、M4螺钉(31)、毡圈(21)和密封圈(22)组成的封闭空间。
本实用新型装置的具体工作原理及实施过程为:本装置中的磁场是由电磁线圈(16)和两个永磁铁(25)复合产生,且复合的磁场强度可通过调整电磁线圈16的电流大小来实现。当伺服电机(6)不发生转动时,此时的磁流变液(24)处于非剪切工况,由于在磁场作用下磁流变液(24)中铁磁性颗粒成链的长短、粗细情况会有所不同,因此可以借助由一号导线(29)输入和二号导线(32)输出的检测电流所测得的电导率来表征非剪切工况下磁流变液(24)的沉降状况;当伺服电机(6)以不同的转速转动时,此时的磁流变液(24)处于剪切工况状态,由于在剪切场和磁场双重作用下,磁流变液(24)中铁磁性颗粒成链的长短、粗细情况又会发生很大不同,由此可以借助由一号导线(29)输入和二号导线(32)输出的检测电流所测得的电导率来表征剪切工况下磁流变液(24)的沉降状况;与此同时,磁流变液(24)在剪切工作模式下所产生的不同的屈服剪切应力也会被扭矩传感器(3)检测到,故可以对实际剪切工况下磁流变液(24)的沉降状况进一步表征。
当对磁流变液(24)的沉降稳定性能检测完毕或需要重新装填时,可通过气缸(9)推动工作台(8)沿圆直线导轨(12)向左运动,进而导致由回转轴(20)和回转筒(15)组成的剪切内筒带动一号端盖(18)和二号端盖(27)向左移动,使得原来的磁流变液(24所处的封闭空间在左边形成缺口,由于重力和一号端盖(18)挤压的共同作用,磁流变液(24)会从左边的缺口流出;当磁流变液(24)卸载、清除完毕后,通过气缸(9)推动工作台(8)沿圆直线导轨(12)向右运动,进而导致由回转轴(20)和回转筒(15)组成的剪切内筒带动一号端盖(18)和二号端盖(27)向右移动,重新与剪切外筒(14)形成完整的封闭空间,取下M4螺钉(31),通过二号端盖(27)上的螺纹孔实现对磁流变液(24的重新装填,最后重新安装上M4螺钉(31)。
Claims (1)
1.一种用于剪切工况的磁流变液沉降检测装置,包括旋转驱动机构、直线往复运动机构和圆筒剪切机构;其特征在于:所述的旋转驱动机构是由扭矩传感器(3)、联轴器(4)、电机架(5)、伺服电机(6)组成;所述的直线往复运动机构是由工作台(8)、圆直线导轨(12)、方滑块(7)、气缸(9)、气缸固定座(13)、气缸挂架(10)、M10螺母(11)组成;所述的圆筒剪切机构是由剪切外筒(14)、回转筒(15)、电磁线圈(16)、M3螺钉(17)、一号端盖(18)、轴承(19)、回转轴(20)、毡圈(21)、密封圈(22)、轴套(23)、磁流变液(24)、永磁铁(25)、M8螺母(26)、二号端盖(27)、M6螺钉(28)、一号导线(29)、弹簧卡圈(30)、M4螺钉(31)、二号导线(32)组成;所述的伺服电机(6)通过电机架(5)固定于工作台(8)上,目的是提供回转剪切力;所述的扭矩传感器(3)通过联轴器(4)分别和伺服电机(6)、回转轴(20)相连接,并通过螺钉固定于工作台(8)上,目的是检测剪切扭矩;所述的工作台(8)为矩形钢板,其两边分别设置有2个方滑块(7);所述的方滑块(7)与圆直线导轨(12)配合,其作用主要使工作台(8)能沿圆直线导轨(12)移动;所述的圆直线导轨(12)通过螺钉固定于底座(1)上;所述的气缸挂架(10)上端通过螺钉固定于工作台(8)的前端,下端通过M10螺母(11)与气缸(9)相连接;所述的气缸(9)通过气缸固定座(13)固定于底座(1)上,目的是为工作台(8)实现直线往复运动提供动力;所述的剪切外筒(14)所用的材料为铁,通过8个M6螺钉(28)固定于剪切筒固定座(2)上;所述的剪切筒固定座(2)材料为亚克力,固定于底座(1)上;所述的电磁线圈(16)缠绕在剪切外筒(14)的外侧,其作用主要是和永磁铁(25)形成复合磁场;所述的一号端盖(18)所用的材料为铁,与轴承(19)过盈配合,其外圆面和内孔壁分别开有环形小凹槽,用于固定毡圈(21)和密封圈(22);所述的轴承(19)共2个,分别与回转轴(20)、回转筒(15)过盈配合,并通过弹簧卡圈(30)轴向固定;所述的毡圈(21)和密封圈(22)分别有2个,且均为橡胶材料,其作用是对密封磁流变液(24)实现密封,防止磁流变液(24)泄漏;所述的二号端盖(27)所用的材料为铁,与轴承(19)过盈配合,其端面开有螺纹孔,用于M4螺钉(31)的固定,其外圆面和内孔壁分别开有环形小凹槽,用于固定毡圈(21)和密封圈(22);所述的回转筒(15)材料为铁,其腔内开有盲孔,用于和回转轴(20)的轴端配合,并通过M3螺钉(17)与回转轴(20)固定,保证了装配的同轴度要求;所述的永磁铁(25)共2个,通过M8螺母(26)固定于回转轴(20)上,并通过轴套(23)保持一定的距离,目的是形成均匀、稳定的磁场;所述的一号导线(29)缠绕于M6螺钉(28)上,目的是向磁流变液(24)输入检测电流;所述的二号导线(32)缠绕于M4螺钉(31)上,目的是从磁流变液(24)输出检测电流;所述的磁流变液(24)填充满由剪切外筒(14)、一号端盖(18)、二号端盖(27)、回转轴(20)、回转筒(15)、M4螺钉(31)、毡圈(21)和密封圈(22)组成的封闭空间。
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Granted publication date: 20181116 Termination date: 20190319 |