CN208719183U - 一种采用双磁场作用的具有蛇形液流通道的磁流变离合器 - Google Patents
一种采用双磁场作用的具有蛇形液流通道的磁流变离合器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种采用双磁场作用的具有蛇形液流通道的磁流变离合器。主要由输出轴、离合器左端盖、离合器缸体、永磁铁、励磁线圈、线圈右挡板、挡板、套筒、转子、离合器右端盖及输入轴等组成。活塞头部分由离合器左端盖、永磁铁、励磁线圈及线圈右挡板组成。离合器左端盖右侧设有一块永磁铁，使内部磁路由励磁线圈单一激励变为混合激励，形成双作用磁场。挡板加工有两个薄套筒，转子加工有三个薄套筒。离合器缸体、挡板及转子之间的环形间隙组成蛇形液流通道，形成6段有效阻尼间隙。本实用新型既保证磁流变离合器能够输出足够大的输出转矩和较宽的转矩可调范围，又可在电源中断时工作，特别适用于汽车等行业制动场合。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变离合器，尤其涉及一种采用双磁场作用的具有蛇形液流通道的磁流变离合器。
背景技术
离合器是一种通过控制“离”与“合”来传递运动和动力的装置。其中，摩擦式离合器是应用最广泛、历史最悠久的一类离合器，但是容易出现发热、磨损严重、噪音大等问题。磁粉离合器通过在传动装置的主动件与从动件之间添加磁粉，在不通电时磁粉处于松散的状态，主动件与从动件之间处于“离”状态；在通电后磁粉结合，主动件与从动件之间处于“合”状态。通过上述方式实现主动件与从动件的运动与动力的中断与传递。磁粉离合器可实现离合力矩可控，但是稳定性差、容易发热、磁粉易老化。
磁流变液是一种新型智能材料，由于磁流变器件具有毫秒级响应速度、大控制范围和大输出转矩输出的特点，使得它成为工业应用领域优秀的半主动执行器件。磁流变离合器的出现克服了传统离合器的易磨损、噪音大、力矩不稳定等缺点。磁流变离合器在传动装置的主动件与从动件之间添加磁流变液，通过控制励磁线圈中电流大小得到不同强度的磁场，从而实现离合器的结合、分离状态，甚至可以实现扭住传递的无级变化控制。但是一般的磁流变离合器剪切应力不够大是困扰磁流变液技术发展的重要因素。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种采用双磁场作用的具有蛇形液流通道的磁流变离合器。主要由输出轴、离合器左端盖、离合器缸体、永磁铁、励磁线圈、线圈右挡板、挡板、套筒、转子、离合器右端盖及输入轴等组成。活塞头部分由离合器左端盖、永磁铁、励磁线圈及线圈右挡板组成。在离合器左端盖右侧设有一块永磁铁，使内部磁路由励磁线圈单一激励变为混合激励，形成双作用磁场。挡板加工有两个薄套筒，转子加工有三个薄套筒。离合器缸体、挡板及转子之间的环形间隙组成蛇形液流通道，形成6段有效阻尼间隙。本实用新型既保证离合器能够输出足够大的输出转矩和较宽的转矩可调范围，又可在电源中断时工作，特别适用于汽车等行业制动场合。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：输出轴(1)、离合器左端盖(2)、离合器缸体(3)、永磁铁(4)、励磁线圈(5)、线圈右挡板(6)、挡板(7)、套筒(8)、转子(9)、输入轴(10)及离合器右端盖(11)；输出轴(1)加工有轴肩，离合器左端盖(2)左侧通过轴肩进行轴向固定；输出轴(1)圆周外表面与离合器左端盖(2)圆周内表面间隙配合；离合器左端盖(2)与离合器缸体(3)通过螺钉固定连接；离合器左端盖(2)截面加工成T型套筒状，其右侧圆周外表面与永磁铁(4)圆周内表面过盈配合；离合器缸体(3)圆周内表面与永磁铁(4)圆周外表面间隙配合；离合器左端盖(2)右端加工有外螺纹，线圈右挡板(6)加工有内螺纹孔，两者通过螺纹紧固连接；离合器缸体(3)圆周内表面与线圈右挡板(6)圆周外表面间隙配合；离合器左端盖(2)、永磁铁(4)及线圈右挡板(6)三者间的间隙围成圆环形凹槽，励磁线圈(5)均匀缠绕在圆环形凹槽内；离合器缸体(3)加工有引线孔，励磁线圈(5)的引线通过该引线孔引出；套筒(8)圆周内表面与输出轴(1)圆周外表面过盈配合，并通过圆头平键进行周向固定；挡板(7)与套筒(8)通过焊接进行固定连接；离合器缸体(3)圆周内表面与挡板(7)圆周外表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；挡板(7)右侧加工有两个薄套筒；转子(9)左侧加工有三个薄套筒；离合器缸体(3)、挡板(7)及转子(9)之间的环形间隙组成蛇形液流通道；转子(9)圆周内表面与输入轴(10)的圆周外表面过盈配合，并通过圆头平键进行周向固定；转子(9)右端面加工有环形凸起，环形凸起紧贴离合器右端盖(11)左端面，并通过密封圈进行密封；离合器右端盖(11)圆周内表面与输入轴(10)圆周外表面间隙配合；输入轴(10)加工有轴肩，离合器右端盖(11)右侧通过轴肩进行轴向固定；离合器右端盖(11)与离合器缸体(3)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
（1）本实用新型磁流变离合器左端盖右侧设有一块永磁铁，使内部磁路由励磁线圈单一激励变为混合激励，形成双作用磁场。当励磁线圈不通入电流时，永磁铁产生的磁力线垂直通过有效阻尼间隙；当励磁线圈通正向电流时，励磁线圈产生磁场与永磁铁的极性相同，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到加强；反之，当励磁线圈通反向电流时，励磁线圈产生磁场与永磁铁极性相反，使永磁铁在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱。在双磁场作用下，本实用新型磁流变离合器能提供更大的输出转矩，输出转矩可调范围也相应增大。
（2）本实用新型磁流变离合器采用蛇形液流通道，延长了有效阻尼间隙长度。当给励磁线圈通入电流时，流经蛇形液流通道处的磁流变液屈服应力增强，从而产生较大的输出转矩。通过控制施加电流大小可实现输出转矩的有效控制。在不增加励磁电流的前提下，保证了离合器能够输出足够大的转矩。
（3）相比于传统活塞头结构的磁流变离合器，本实用新型磁流变离合器在产生相同大小粘滞转矩的前提下，具有结构紧凑、体积小、可控范围大、系统成本低等优点。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型永磁铁磁力线分布示意图。
图3是本实用新型励磁线圈通同向电流磁力线分布示意图。
图4是本实用新型励磁线圈通异向电流磁力线分布示意图。
图5是本实用新型有效阻尼间隙分布示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1所示为本实用新型结构示意图。主要包括：输出轴1、离合器左端盖2、离合器缸体3、永磁铁4、励磁线圈5、线圈右挡板6、挡板7、套筒8、转子9、输入轴10及离合器右端盖11。
图2示为本实用新型永磁铁磁力线分布示意图。离合器左端盖2、离合器缸体3及套筒8均由10号钢导磁材料制成。永磁铁4产生的磁力线依次通过离合器左端盖2、离合器缸体3、蛇形液流通道及套筒8，最后回到离合器左端盖2形成闭合回路。
图3所示为本实用新型励磁线圈通同向电流磁力线分布示意图。励磁线圈5产生的磁力线依次通过离合器左端盖2、离合器缸体3、蛇形液流通道及套筒8，最后回到离合器左端盖2形成闭合回路。对励磁线圈8通入同向电流，励磁线圈5产生磁场与永磁铁4的极性相同，使永磁铁4在有效阻尼间隙处的磁场强度得到增强。
图4是本实用新型励磁线圈通异向电流磁力线分布示意图。对励磁线圈5通入异向电流，励磁线圈5产生磁场与永磁铁4极性相反，使永磁铁4在有效阻尼间隙处的磁场强度得到减弱。
图5是本实用新型有效阻尼间隙分布示意图。离合器缸体3、挡板7、套筒8及转子9之间的液流通道从上到下依次组成有效阻尼间隙A、B、C、D、E及F。
本实用新型工作原理如下：
给励磁线圈5通入一定大小的电流，由于离合器左端盖2、离合器缸体3及套筒8均由10号钢导磁材料制成。励磁线圈5与永磁铁4产生的磁力线依次通过离合器左端盖2、离合器缸体3、蛇形液流通道及套筒8，最后回到离合器左端盖2形成闭合回路。由于磁场作用，液流通道处的磁流变液其粘度会增大，屈服应力增强。磁流变液流过阻尼间隙，需克服这种链状排列的分子间的力，从而增大磁流变离合器的粘滞转矩。通过调节励磁线圈5中电流大小，可改变磁流变液的屈服应力，达到所需的输出转矩。
Claims (1)
1.一种采用双磁场作用的具有蛇形液流通道的磁流变离合器，其特征在于包括：输出轴(1)、离合器左端盖(2)、离合器缸体(3)、永磁铁(4)、励磁线圈(5)、线圈右挡板(6)、挡板(7)、套筒(8)、转子(9)、输入轴(10)及离合器右端盖(11)；输出轴(1)加工有轴肩，离合器左端盖(2)左侧通过轴肩进行轴向固定；输出轴(1)圆周外表面与离合器左端盖(2)圆周内表面间隙配合；离合器左端盖(2)与离合器缸体(3)通过螺钉固定连接；离合器左端盖(2)截面加工成T型套筒状，其右侧圆周外表面与永磁铁(4)圆周内表面过盈配合；离合器缸体(3)圆周内表面与永磁铁(4)圆周外表面间隙配合；离合器左端盖(2)右端加工有外螺纹，线圈右挡板(6)加工有内螺纹孔，两者通过螺纹紧固连接；离合器缸体(3)圆周内表面与线圈右挡板(6)圆周外表面间隙配合；离合器左端盖(2)、永磁铁(4)及线圈右挡板(6)三者间的间隙围成圆环形凹槽，励磁线圈(5)均匀缠绕在圆环形凹槽内；离合器缸体(3)加工有引线孔，励磁线圈(5)的引线通过该引线孔引出；套筒(8)圆周内表面与输出轴(1)圆周外表面过盈配合，并通过圆头平键进行周向固定；挡板(7)与套筒(8)通过焊接进行固定连接；离合器缸体(3)圆周内表面与挡板(7)圆周外表面间隙配合，并通过密封圈进行密封；挡板(7)右侧加工有两个薄套筒；转子(9)左侧加工有三个薄套筒；离合器缸体(3)、挡板(7)及转子(9)之间的环形间隙组成蛇形液流通道；转子(9)圆周内表面与输入轴(10)的圆周外表面过盈配合，并通过圆头平键进行周向固定；转子(9)右端面加工有环形凸起，环形凸起紧贴离合器右端盖(11)左端面，并通过密封圈进行密封；离合器右端盖(11)圆周内表面与输入轴(10)圆周外表面间隙配合；输入轴(10)加工有轴肩，离合器右端盖(11)右侧通过轴肩进行轴向固定；离合器右端盖(11)与离合器缸体(3)通过螺钉固定连接，并通过密封圈进行密封。
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