[發(fā)明專利]一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910340935.7
• 申請日: 2019-04-25
• 公開（公告）號: CN110081081B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜繼海;杜博然;張彪;胡志棟
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: F16C32/04
• 分類號: F16C32/04
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

本發(fā)明提供了一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，屬于液壓元件中的摩擦副偶件領(lǐng)域。本發(fā)明一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐通過調(diào)節(jié)軸向磁力單元和徑向磁力單元的磁力大小進一步對高壓液膜厚度進行閉環(huán)控制，可避免摩擦副出現(xiàn)磨損，同時最大程度減小油液泄漏，提高液壓元件的效率和使用壽命。在摩擦副運動偶件側(cè)面安裝鐵芯，正對位置處設(shè)有徑向磁力單元，其兩側(cè)對稱布置軸向磁力單元，共同構(gòu)成磁力單元組，在徑向摩擦副靜止偶件和軸向摩擦副靜止偶件上分別安裝徑向位移傳感器和軸向位移傳感器用于監(jiān)測高壓液膜的厚度，高壓液膜厚度的變化信息反饋到徑向磁力單元和軸向磁力單元并對其產(chǎn)生的磁場進行削弱或加強，保持高壓液膜厚度在理想范圍內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，屬液壓元件中的摩擦副偶件領(lǐng)域。

背景技術(shù)

摩擦副是液壓元件中的關(guān)鍵部位，通常由靜止部件和具有確定運動規(guī)律的運動部件構(gòu)成，摩擦副間高壓液膜具有一定的承載和密封作用。根據(jù)其工作原理，運動部件通常受到軸向或徑向動態(tài)載荷，由于高壓液膜剛度有限，摩擦副偶件之間需要提供額外支撐力矩和支撐力，從而導(dǎo)致摩擦副表面磨損，這種現(xiàn)象在應(yīng)用低粘度介質(zhì)的液壓元件更為嚴(yán)重。

由此可見，現(xiàn)有的液壓元件摩擦副偶件難免出現(xiàn)磨損，導(dǎo)致一定程度的功率損失，對整體傳動件的性能造成了嚴(yán)重影響，亟需對偶件之間高壓液膜加以進一步改進（對液膜剛度進行加強）。提出一種新的應(yīng)用于液壓元件的支撐，提升高壓液膜的支撐能力，減小液壓元件的功率損失，是當(dāng)前重要研究方向之一。

研究表明，永磁單元無法實現(xiàn)支撐對象的穩(wěn)定懸浮，必須在其他自由度提供控制力如電磁力，根據(jù)懸浮件的位置變化不斷地調(diào)節(jié)磁力單元的磁場來達到穩(wěn)定狀態(tài)。但電磁鐵的磁力全部由安匝數(shù)決定，能耗較大，支撐力若全部由電磁單元提供，會對磁體飽和磁感應(yīng)強度帶來更高的要求，大大的增加了安匝數(shù)，這在一定程度上提高了磁支撐結(jié)構(gòu)的整體體積。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決液壓元件中摩擦副的磨損問題，進而提供一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐 。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，所述應(yīng)用于液壓元件的液-磁矢量支撐包括徑向磁力單元、摩擦副運動偶件、鐵芯、軸向磁力單元、殼體、隔磁材料、徑向摩擦副靜止偶件、徑向位移傳感器、軸向位移傳感器、軸向摩擦副靜止偶件和高壓液膜，軸向磁力單元包括軸向磁力單元a和軸向磁力單元b，高壓液膜包括高壓液膜a和高壓液膜b，摩擦副運動偶件與徑向摩擦副靜止偶件和軸向摩擦副偶件之間存在高壓液膜，摩擦副運動偶件上安裝有鐵芯，鐵芯正對位置處設(shè)有徑向磁力單元，徑向磁力單元兩側(cè)對稱設(shè)有軸向磁力單元a和軸向磁力單元b，軸向磁力單元a和軸向磁力單元b與殼體之間安裝有隔磁材料，鐵芯和摩擦副運動偶件之間安裝有隔磁材料，隔磁材料的起始位置應(yīng)處于軸向磁力單元a邊緣的前端且終止位置應(yīng)處于軸向磁力單元b邊緣的末端，徑向摩擦副靜止偶件上安裝有徑向位移傳感器，軸向摩擦副靜止偶件上安裝有軸向位移傳感器。

本發(fā)明一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，所述軸向磁力單元a與鐵芯之間初始間隙和軸向磁力單元b與鐵芯之間的初始間隙相同。

本發(fā)明一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，所述軸向磁力單元提供的z軸方向的磁力和其他施加在摩擦副運動偶件上的壓緊力共同抵消高壓液膜b壓力，實現(xiàn)z軸方向上的力平衡；徑向磁力單元在xy平面上產(chǎn)生的徑向磁力抵消高壓液膜a的壓力，實現(xiàn)在x和y軸方向的力平衡。

本發(fā)明一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，所述隔磁材料采用鋁材制成。

本發(fā)明一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，所述鐵芯采用硅鋼片疊壓而成。

本發(fā)明一種應(yīng)用于液壓元件的液磁矢量支撐，磁力支撐結(jié)構(gòu)為組合式設(shè)計，具體包括徑向磁力單元、軸向磁力單元、鐵芯和隔磁材料，沿z軸串聯(lián)在一起并與殼體相連，可根據(jù)實際液壓元件中摩擦副偶件之間徑向或軸向的相對運動關(guān)系對磁力單元進行搭配組合。