[發(fā)明專利]一種帶有控制系統(tǒng)的大功率磁流變恒加速軟啟動裝置

有效

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• 申請日: 2016-01-31
• 公開（公告）號: CN105545982B
• 公開（公告）日: 2018-02-13
• 發(fā)明（設計）人: 劉浩;王楠;張霖;縱榜峰;張明玉;閆申;王艷
• 申請（專利權(quán)）人: 宿州學院
• 主分類號: F16D35/00
• 分類號: F16D35/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及一種磁流變軟啟動裝置，尤其是一種帶有控制系統(tǒng)的大功率磁流變恒加速軟啟動裝置。

背景技術

磁流變液是一種新型的智能材料，當無外加磁場時，其呈現(xiàn)出低粘度類牛頓流體特性。而外加磁場的情況下，可以將流變性能良好的液體形態(tài)，在毫秒級的時間內(nèi)變成類似固態(tài)的材料，而一旦磁場失去作用，又將恢復至液態(tài)。磁流變液在磁場作用下磁流變液中磁性顆粒可形成通鏈、支鏈、孤立鏈和柱狀鏈等微觀結(jié)構(gòu)，而各類微觀鏈結(jié)構(gòu)的末端容易斷裂，因此，單純地依靠剪切模式很難提高磁流變液的屈服強度。但是，當磁流變液在磁場中受到沿磁場方向的外加正壓力時，其剪切應力可以得到較大提高，甚至是提高一個數(shù)量級。這種通過施加壓力改變磁流變液性能的方法即所謂的磁流變液擠壓強化技術。磁流變液形成柱鏈狀微觀結(jié)構(gòu)還沒有發(fā)生剪切，磁流變液中的鐵磁顆粒與傳動壁面間就存在了相對運動，這種現(xiàn)象即為壁面滑移，減小甚至避免壁面滑移可提高磁流變液的固化強度。由于磁流變液的這種優(yōu)良的流變特性，其在機械、汽車等領域得到了廣泛的應用。國內(nèi)專利： CN100359198C公開了一種磁流變軟啟動裝置，將主動件做成空腔，其內(nèi)放置形狀與其相匹配的從動件，通過兩組電磁線圈產(chǎn)生磁場增大其扭轉(zhuǎn)力矩。CN102297213B公開了一種多片式磁流變軟啟動裝置，采用多片式結(jié)構(gòu)，增大扭矩的變化范圍，可實現(xiàn)重型機械設備的可控軟啟動。CN102359513B公開了一種水冷式磁流變軟啟動裝置，采用多個主，從動圓筒間隙布置的結(jié)構(gòu)形式，增大了軟啟動裝置的扭轉(zhuǎn)力矩。上述磁流變軟啟動裝置增大扭轉(zhuǎn)力矩主要有兩種方式：一方面通過增大勵磁線圈的電流，進而增大磁場強度，提高磁流變液的固化強度。增大勵磁線圈的電流在一定范圍內(nèi)可以有效地增加扭轉(zhuǎn)力矩，但是當磁流變液達到磁飽和之后，增大勵磁線圈的電流則無法繼續(xù)提高扭轉(zhuǎn)力矩。另一方面，通過增加摩擦片的數(shù)量形成多個阻尼腔，從而增大軟啟動裝置最大扭轉(zhuǎn)力矩。但是，增加摩擦片的數(shù)量不但使裝置更加復雜，難以進行加工和裝配，而且操作困難，可靠性得不到保證。而且上述磁流變軟啟動裝置對其啟動加速度沒有實現(xiàn)有效的控制。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種帶有控制系統(tǒng)的大功率磁流變恒加速軟啟動裝置，一方面當磁場強度達到磁流變液飽和磁場強度時，增大磁流變液的壓力可繼續(xù)增大其固化強度，極大地提高了軟啟動裝置的最大扭轉(zhuǎn)力矩；另一方面，在圓盤的表面設置徑向溝槽，減小了磁流變液固化后的壁面滑移，增大了軟啟動裝置的最大扭轉(zhuǎn)力矩；并通過對勵磁電流大小和磁流變液壓力的智能控制，進而實現(xiàn)對磁流變液流變特性的控制，并最終實現(xiàn)磁流變液軟啟動裝置的恒加速啟動。

本發(fā)明為了解決其技術問題所采用的技術方案是：一種帶有控制系統(tǒng)的大功率磁流變恒加速軟啟動裝置，分為大功率磁流變軟啟動裝置部分和控制部分；大功率磁流變軟啟動裝置部分包括左導磁外殼、出液/壓力測量端口、左軸承端蓋、左圓螺母、左圓錐滾子軸承、主動軸、主動圓盤、隔磁環(huán)、勵磁線圈、密封圈、進液/加壓端口、從動圓盤、右導磁外殼、右圓錐滾子軸承、右圓螺母、從動軸和右軸承端蓋；左導磁外殼與右導磁外殼通過螺釘扣合固定在一起，左導磁外殼的端部通過螺釘固定帶有密封圈的左軸承端蓋，主動軸通過一對左圓錐滾子軸承與左導磁外殼相連，左圓螺母將左圓錐滾子軸承壓緊固定，主動圓盤通過螺釘固定在主動軸的右端，從動軸通過一對右圓錐滾子軸承固定在右導磁外殼上，右導磁外殼端部通過螺釘固定帶有密封圈的右軸承端蓋，從動圓盤通過螺釘固定在從動軸的左端，在主動圓盤、從動圓盤與左導磁外殼、右導磁外殼構(gòu)成的凹槽內(nèi)依次設有勵磁線圈、隔磁環(huán)、密封圈，隔磁環(huán)上設有注入磁流變液和對磁流變液加壓的進液/加壓端口以及排出磁流變液和測量磁流變液壓力的出液/壓力測量端口。

進一步，主動圓盤與制動圓盤間的間隙1.5-2mm。

進一步，主動圓盤與制動圓盤的內(nèi)表面都具有徑向條紋溝槽，減小磁流變液與圓盤的壁面滑移，提高磁流變液固化后的傳動能力。

大功率磁流變恒加速軟啟動裝置的控制部分，包括輸入端轉(zhuǎn)速傳感器、輸出端轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)速加速度傳感器、勵磁線圈電流傳感器、磁流變液壓力傳感器、數(shù)據(jù)處理器、擴展數(shù)據(jù)連接設備、MCU控制器、勵磁線圈電流控制器以及液壓缸增壓控制閥。