本發(fā)明涉及制動(dòng)裝置技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種大制動(dòng)力矩的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器。
背景技術(shù):
磁流變液是一種新型智能材料,它的流變特性能隨著施加的磁場變化發(fā)生迅速、連續(xù)的變化,在無磁場時(shí)表現(xiàn)為良好的牛頓流體,自由流動(dòng),施加磁場時(shí)表現(xiàn)為bingham體高粘度、低流動(dòng)性特性。這一材料自19世紀(jì)40年代被發(fā)現(xiàn),雖然一開始沒有受到重視,但是因?yàn)榫哂辛己玫膭?dòng)力學(xué)穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性,因而比電流變液的性能更優(yōu)越,近年來備受關(guān)注。特別是這種連續(xù)、可逆、易控、易于操作的特點(diǎn),使得磁流變液在機(jī)械相關(guān)領(lǐng)域得到越來越多的研究和應(yīng)用。磁流變制動(dòng)器作為磁流變的應(yīng)用之一,是一種新型線控制動(dòng)器。
經(jīng)對現(xiàn)有文獻(xiàn)研究發(fā)現(xiàn),中國專利(公開號cn102146968a)公開的一種多盤式磁流變制動(dòng)器,采用盤式制動(dòng)器,通過增加摩擦片數(shù)量來增大制動(dòng)力矩,但盤式制動(dòng)器徑向尺寸偏大,不適合在較高的轉(zhuǎn)速下使用。圓筒式磁流變制動(dòng)器則以制動(dòng)盤的圓柱面為工作面,離心作用小,傳動(dòng)穩(wěn)定。中國專利(公開號cn1779289a)公開的一種回轉(zhuǎn)式磁流變液制動(dòng)器,整體包括定子、轉(zhuǎn)子和其中的磁流變液,勵(lì)磁線圈繞在轉(zhuǎn)軸上,但是這個(gè)結(jié)構(gòu)制動(dòng)力矩小,空間利用率低。而且磁流變液工作時(shí)導(dǎo)致液體溫度升高,由于磁流變液中各組分性能均不同程度地受溫度影響,所以溫升將會(huì)嚴(yán)重影響其輸出特性,制動(dòng)效果變差。因此,為了更好解決制約磁流變制動(dòng)器應(yīng)用的問題,就要注意在增加制動(dòng)力矩時(shí)保持結(jié)構(gòu)緊湊,降低能耗。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對現(xiàn)有技術(shù)的問題,本發(fā)明的目的在于提供一種便捷的、勵(lì)磁線圈旁置式的大扭矩、具有散熱功能的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,包括:傳動(dòng)軸、左軸承端蓋、左基座、左外殼、中間盤、勵(lì)磁線圈、從動(dòng)圓筒、主動(dòng)圓筒、主動(dòng)圓筒基座、外殼筒、磁流變液、右基座、右外殼、右軸承端蓋,具體結(jié)構(gòu)如下:
主動(dòng)圓筒基座固定在傳動(dòng)軸上,主動(dòng)圓筒基座的左右兩側(cè)分別設(shè)置左基座和右基座于傳動(dòng)軸外側(cè),左軸承端蓋、右軸承端蓋分別設(shè)置在傳動(dòng)軸的左右兩端,左軸承端蓋與左基座的一端固定,右軸承端蓋與右基座的一端固定;左基座上置有左外殼,右基座上置有右外殼,左勵(lì)磁線圈置于左外殼中,右勵(lì)磁線圈置于右外殼中,左勵(lì)磁線圈和右勵(lì)磁線圈通過中間盤固定;左基座與右基座之間設(shè)外殼筒,外殼筒中設(shè)有水道;
主動(dòng)圓筒基座的兩側(cè)分別與中間盤相對應(yīng),外殼筒與傳動(dòng)軸相對應(yīng),主動(dòng)圓筒基座、中間盤、外殼筒、左基座和右基座之間形成的腔室中設(shè)置從動(dòng)圓筒、主動(dòng)圓筒;從動(dòng)圓筒安裝在中間盤上,主動(dòng)圓筒安裝在主動(dòng)圓筒基座上;從動(dòng)圓筒和主動(dòng)圓筒在形成的縫隙中相互間插,縫隙中充滿磁流變液。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,主動(dòng)圓筒基座通過軸肩和鍵固定在傳動(dòng)軸上,主動(dòng)圓筒基座通過鍵在傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳遞扭矩;左基座與傳動(dòng)軸通過左軸承傳動(dòng)連接,右基座與傳動(dòng)軸通過右軸承傳動(dòng)連接,左軸承和右軸承為深溝球軸承,左軸承和右軸承分別通過軸承端蓋和軸肩軸向固定,右軸承端蓋端面封閉,左軸承端蓋中間開有通孔,傳動(dòng)軸穿過左軸承端蓋。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,左軸承端蓋通過小緊定螺釘與左基座的一端固定,左基座與主動(dòng)圓筒基座接觸面上設(shè)置密封圈;右軸承端蓋通過小緊定螺釘與右基座的一端固定,右基座與主動(dòng)圓筒基座接觸面上設(shè)置密封圈;左基座與右基座之間設(shè)外殼筒,左基座和右基座分別與外殼筒通過大緊定螺釘連接。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,磁流變液所在的腔室通過左基座和右基座上的密封圈形成磁流密封;當(dāng)勵(lì)磁線圈未通入電流時(shí),磁流變液基本不產(chǎn)生制動(dòng);當(dāng)給勵(lì)磁線圈通電后磁感線垂直于主從動(dòng)圓筒,各個(gè)圓筒縫隙之間的磁流變液產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度,每個(gè)圓筒的內(nèi)外表面都受到固化后磁流變液的剪切力。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,在外殼筒內(nèi)部開有中通孔,使制動(dòng)器的冷卻路線為:水流經(jīng)過左外殼、中間盤、外殼體的中通孔流向右外殼,帶走熱量,消除溫度變化對磁流變液的影響。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,兩個(gè)勵(lì)磁線圈分別置于左右外殼中,靠中間盤固定,沒有非工作間隙。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,中間盤、主動(dòng)圓筒基座、傳動(dòng)軸采用隔磁性材料,其余為導(dǎo)磁性材料。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,主動(dòng)圓筒、從動(dòng)圓筒為兩層以上圓筒,圓筒的數(shù)量根據(jù)需要增減。
所述的壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,主動(dòng)圓筒采用焊接方式固連在主動(dòng)圓筒基座上,從動(dòng)圓筒采用焊接方式固連在中間盤上。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及有益效果是:
1、本發(fā)明壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器包括:其特征在于設(shè)在傳動(dòng)軸上的主動(dòng)圓筒基座左右兩側(cè)固連主動(dòng)圓筒,從動(dòng)圓筒固連在中間盤上,從動(dòng)圓筒和主動(dòng)圓筒互相間插,形成的空隙中充滿磁流變液;傳動(dòng)軸通過軸承與左右基座相連,左右軸承端蓋通過小緊定螺釘分別和左右基座相固定,左基座與右基座之間設(shè)外殼筒,用大緊定螺釘相連,外殼筒中設(shè)有水道;主從動(dòng)圓筒分別采用焊接等方式固連在主動(dòng)圓筒基座和中間盤上,圓筒組的數(shù)量可以適當(dāng)增減。本發(fā)明制動(dòng)器有散熱功能,外殼筒內(nèi)部有多個(gè)中通孔,讓水流通過,帶走熱量。
2、與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明采用壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,左右都有多層圓筒,在左右圓筒的插間配合下,每個(gè)圓筒組的內(nèi)外表面都是有效工作面,間隙中的磁流變液分布均勻,大大增加制動(dòng)力矩,改善現(xiàn)有磁流變液制動(dòng)器制動(dòng)力矩太小的缺陷。而且,外殼筒上開有多個(gè)中通孔,能讓冷卻水同過,消除磁流變液由溫度變化帶來的不利影響。采用勵(lì)磁線圈旁置式結(jié)構(gòu),把勵(lì)磁線圈置于圓筒的兩側(cè)基座內(nèi),相比較外置線圈式磁流變制動(dòng)器,此結(jié)構(gòu)沒有非工作間隙,空間利用率高。
3、本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊,制動(dòng)力矩大,有散熱功能。
附圖說明
圖1是本發(fā)明剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明的外殼筒主剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明的外殼筒結(jié)構(gòu)俯視圖。
圖中:1.傳動(dòng)軸,2.小緊定螺釘,3.左軸承端蓋,4.左基座,5.左軸承,6.左外殼,7.左勵(lì)磁線圈;8.大緊定螺釘,9.中間盤一,10.從動(dòng)圓筒一,11.主動(dòng)圓筒,12.外殼筒,13.水道,14.從動(dòng)圓筒二,15.中間盤二,16.右勵(lì)磁線圈,17.右外殼,18.右基座,19.右軸承,20.右軸承端蓋,21.密封圈,22.主動(dòng)圓筒基座,23.鍵,24.磁流變液。
具體實(shí)施方式
下面,結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
如圖1-圖3所示,本發(fā)明壁冷式多筒磁流變液制動(dòng)器,主要包括:
傳動(dòng)軸1、小緊定螺釘2、左軸承端蓋3、左基座4、左軸承5、左外殼6、左勵(lì)磁線圈7、大緊定螺釘8、中間盤一9、從動(dòng)圓筒一10、主動(dòng)圓筒11、外殼筒12、水道13(冷卻路線)、從動(dòng)圓筒二14、中間盤二15、右勵(lì)磁線圈16、右外殼17、右基座18、右軸承19、右軸承端蓋20、密封圈21、主動(dòng)圓筒基座22、鍵23、磁流變液24等,具體結(jié)構(gòu)如下:
主動(dòng)圓筒基座22通過軸肩和鍵23固定在傳動(dòng)軸1上,主動(dòng)圓筒基座22通過鍵23在傳動(dòng)軸1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)傳遞扭矩。主動(dòng)圓筒基座22的左右兩側(cè)分別設(shè)置左基座4和右基座18于傳動(dòng)軸1外側(cè),左基座4與傳動(dòng)軸1通過左軸承5傳動(dòng)連接,右基座18與傳動(dòng)軸1通過右軸承19傳動(dòng)連接。左軸承端蓋3、右軸承端蓋20分別設(shè)置在傳動(dòng)軸1的左右兩端,左軸承5通過左軸承端蓋3軸向固定,右軸承19通過右軸承端蓋20軸向固定,右軸承端蓋20端面封閉,左軸承端蓋3中間開有通孔,傳動(dòng)軸1穿過左軸承端蓋3。
左軸承端蓋3通過小緊定螺釘2與左基座4的一端固定,左基座4與主動(dòng)圓筒基座22的接觸面上設(shè)置密封圈動(dòng)密封;右軸承端蓋20通過小緊定螺釘與右基座18的一端固定,右基座18與主動(dòng)圓筒基座22的接觸面上設(shè)置密封圈21動(dòng)密封;左基座4上置有左外殼6,右基座18上置有右外殼17,左外殼6和右外殼17之間設(shè)置外殼筒12,通過大緊定螺釘8相連;在左外殼6中嵌有左勵(lì)磁線圈7,左勵(lì)磁線圈7右側(cè)靠中間盤一9固定,在右外殼17中嵌有右勵(lì)磁線圈16,右勵(lì)磁線圈16左側(cè)靠中間盤二15固定,中間盤一9、中間盤二15、主動(dòng)圓筒基座22、傳動(dòng)軸1采用隔磁材料,其余為導(dǎo)磁材料。
主動(dòng)圓筒基座22的兩側(cè)分別與左基座4和右基座18相對應(yīng),外殼筒12與傳動(dòng)軸1相對應(yīng),主動(dòng)圓筒基座22、中間盤一9、中間盤二15、外殼筒12、左基座4和右基座18之間形成的腔室中設(shè)置主動(dòng)圓筒11、從動(dòng)圓筒一10、從動(dòng)圓筒二14,主動(dòng)圓筒11、從動(dòng)圓筒一10、從動(dòng)圓筒二14通過焊接方式分別安裝在中間盤一9、中間盤二15上,主動(dòng)圓筒11通過焊接方式安裝在主動(dòng)圓筒基座22上。從動(dòng)圓筒一10、從動(dòng)圓筒二14和主動(dòng)圓筒11在形成的縫隙中相互間插,縫隙中充滿磁流變液24。
當(dāng)左勵(lì)磁線圈7、右勵(lì)磁線圈16未通入電流時(shí),磁流變液24基本不產(chǎn)生制動(dòng)效果;當(dāng)給左勵(lì)磁線圈7、右勵(lì)磁線圈16通電后,磁感線垂直于主動(dòng)圓筒11、從動(dòng)圓筒一10、從動(dòng)圓筒二14,各個(gè)圓筒縫隙之間的磁流變液24產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度,每個(gè)圓筒的內(nèi)外表面都受到固化后磁流變液24的剪切力,極其顯著地提高了裝置的制動(dòng)力矩,且結(jié)構(gòu)緊湊,空間利用率高,極大的節(jié)省資源。
外殼筒12通過大緊定螺釘8與左外殼6、右外殼17固定,在外支撐保護(hù),因?yàn)榇帕髯円?4中的磁性顆粒在高溫的影響下不易形成鏈狀結(jié)構(gòu),制動(dòng)效果不好,所以在外殼筒12內(nèi)部開有多個(gè)中通孔(圖2-圖3),冷卻路線如下:水流可經(jīng)過左外殼6、中間盤一9、中通孔、中間盤二15流向右外殼17,帶走熱量,消除溫度變化對磁流變液的影響,改善制動(dòng)性能。