[發(fā)明專利]基于磁流變液和形狀記憶合金擠壓的軟啟動裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711245570.7
• 申請日: 2017-12-01
• 公開（公告）號: CN108087449A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張?zhí)扃?/a>
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇華強(qiáng)自動化科技有限公司
• 主分類號: F16D37/02
• 分類號: F16D37/02
• 代理公司: 上海宣宜專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31288
• 代理人: 劉君

一種基于磁流變液和形狀記憶合金擠壓的軟啟動裝置包括主動環(huán)、從動環(huán)、勵(lì)磁線圈和記憶合金帶，所述主動環(huán)周內(nèi)附蓋有一層記憶合金帶，所述主動環(huán)與從動環(huán)之間充有磁流變液，勵(lì)磁線圈提供磁場；當(dāng)勵(lì)磁線圈提供的磁場逐漸增大，利用磁流變液的擠壓強(qiáng)化效應(yīng)，使主動環(huán)與從動環(huán)之間的摩擦力增大，摩擦生熱，使得記憶合金帶膨脹，使得摩擦力進(jìn)一步加大，解決磁流變液隨環(huán)境溫度的升高性能會下降的缺陷，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩從主動法蘭傳到從動法蘭，通過控制磁流變液的量可保證軟啟動的性能長期可靠，本發(fā)明提高了軟啟動裝置的傳遞效率，且使軟啟動裝置的傳遞性能更加穩(wěn)定長久。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種安裝在原動機(jī)和工作機(jī)之間用于傳遞動力的啟動裝置，特別是涉及一種基于磁流變液和形狀記憶合金的擠壓軟啟動裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的機(jī)械裝置在啟動的時(shí)候易產(chǎn)生機(jī)械沖擊，影響機(jī)械裝置的使用壽命，特別是在帶負(fù)載啟動的情況下，機(jī)械沖擊更加明顯。形狀記憶合金(SMA)和磁流變液(MRfluids)是新型智能材料，具有一定初始形狀的形狀記憶合金在一定條件下進(jìn)行一定程度的變形之后，通過適當(dāng)?shù)馗淖儨囟扔謺l(fā)生逆變形，使材料恢復(fù)成初始形狀，在形狀恢復(fù)的過程中，形狀記憶合金若受到約束就會產(chǎn)生很大的回復(fù)力，利用其回復(fù)力可對外做功；磁流變液是能夠在外加磁場作用下，從流體變?yōu)轭愃乒腆w或凝膠狀態(tài)的兩相懸浮液，磁流變液的變化是可逆的，液態(tài)相通常是水或有機(jī)液，而固態(tài)相通常由微米級大小的磁性顆粒組成，在外加磁場作用下，可磁極化顆粒形成偶極矩，使顆粒在平行于磁場方向形成類似鏈狀或柱狀結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致磁流變液的相態(tài)發(fā)生改變，磁流變液表觀粘度增加，并表現(xiàn)出很高的屈服應(yīng)力，只有當(dāng)外部剪切應(yīng)力大于屈服應(yīng)力時(shí)，磁流變液才可以再次流動，磁流變液的屈服應(yīng)力隨著磁場強(qiáng)度的增加而增加，直至達(dá)到飽和狀態(tài)。

由于磁流變液在傳動方面具有良好的性能，如可實(shí)現(xiàn)主從動件間的柔性傳動，可實(shí)現(xiàn)高靈敏度、高精度、平穩(wěn)地?zé)o極調(diào)速，易實(shí)現(xiàn)調(diào)速過程的遙控和自動控制等，因此近年來對磁流變液在傳動方面的應(yīng)用研究越來越多，但磁流變液在傳動方面也存在如下缺陷：(1)磁流變液在通常條件下屈服應(yīng)力較小，不能滿足傳遞大功率動力的需要，研究人員發(fā)現(xiàn)對磁流變液沿磁場方向加載正壓力可以讓磁流變液產(chǎn)生擠壓強(qiáng)化效應(yīng)而提高磁流變液的屈服應(yīng)力，從而提高其傳遞功率，而如何合理地應(yīng)用磁流變液的擠壓強(qiáng)化效應(yīng)是目前磁流變液傳動裝置存在的難題；(2)磁流變液隨環(huán)境溫度的升高性能會下降，不能滿足在不同溫度環(huán)境下的工作需求，而形狀記憶合金的形狀記憶效應(yīng)可以用于彌補(bǔ)磁流變液在傳動方面存在的缺陷，雖然研究人員對形狀記憶合金和磁流變液在傳動工程領(lǐng)域的單獨(dú)應(yīng)用作了大量研究，但是對于形狀記憶合金和磁流變液在傳動裝置中的聯(lián)合應(yīng)用研究還很少。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種既能夠?qū)ぷ鏖g隙內(nèi)的磁流變液進(jìn)行加壓、又可以通過記憶合金協(xié)助傳遞轉(zhuǎn)矩的軟啟動裝置，保證軟啟動裝置的傳遞性能。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案

一種基于磁流變液和形狀記憶合金擠壓的軟啟動裝置，其包括主動軸和外筒，所述主動軸與不導(dǎo)磁的主動法蘭相連，所述主動法蘭中部的凹槽內(nèi)連有與主動軸同一軸線的從動軸，所述從動軸上設(shè)有與主動法蘭相對應(yīng)的從動法蘭，所述主動法蘭和從動軸的中心設(shè)有螺栓,所述主動法蘭上設(shè)有多個(gè)同心布置的主動環(huán)，所述從動法蘭上設(shè)有多個(gè)與主動環(huán)相互嵌合的從動環(huán)，所述主動軸上連有左端蓋，所述從動軸上設(shè)有右端蓋，所述左端蓋與右端蓋分別連接外筒，所述外筒內(nèi)固定有產(chǎn)生磁場的勵(lì)磁線圈，所述外筒內(nèi)的勵(lì)磁線圈環(huán)繞在主動環(huán)與從動環(huán)的外部,所述外筒連接的端面上設(shè)有密封墊；其特征在于，所述主動環(huán)周內(nèi)附蓋有一層記憶合金帶，所述記憶合金帶與從動環(huán)之間留有充滿作為動力傳遞介質(zhì)磁流液體。

本發(fā)明進(jìn)一步的限定方案是：

進(jìn)一步的，所述記憶合金帶由形狀記憶合金制成。

進(jìn)一步的，所述勵(lì)磁線圈產(chǎn)生的磁場平行于橫軸方向。

進(jìn)一步的，所述記憶合金帶與從動環(huán)之間的間隙為3±0.5mm。