[發明專利]基于擠壓-剪切模式的水冷式磁流變離合器及控制方法

有效

• 申請號: 202010484428.3
• 申請日: 2020-06-01
• 公開（公告）號: CN111692234B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 王書友;陳飛;田祖織;張高祥
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: F16D35/00
• 分類號: F16D35/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 李悅聲

一種基于擠壓?剪切模式的水冷式磁流變離合器及控制方法，適用于工礦企業中使用。包括左導磁外殼和右導磁外殼，左導磁外殼和右導磁外殼扣合后內部設有空腔，空腔內設有勵磁線圈，勵磁線圈內側設有離合器主體，離合器主體包括主動組件、從動組件和液壓驅動組件，其中主動組件包括左傳動盤，左傳動盤內設有包括多個周向延伸的圓環狀冷卻水流道和多個徑向冷卻水流道，液壓驅動組件通過壓盤推動左傳動盤相鄰的中間傳動盤向左運動從而傳遞更大的轉矩。其在左傳動盤內的冷卻水道既能有效散熱又保持高磁導率，利用液壓驅動組件提高了轉矩傳控能力，從而獲得數倍的功率/體積比或功率/質量比。

技術領域

本發明涉及一種磁流變離合器及控制方法，尤其適用于工礦企業中使用的基于擠壓-剪切模式的水冷式磁流變離合器及控制方法。

背景技術

磁流變液是一種新型的智能材料，能夠在外加磁場作用下發生獨特的流變特性，從低粘度的類牛頓流體變為高粘度的類固體態，表現出一定的抗剪屈服應力，而且這種流變特性具有瞬間性，可逆性，可控性極強。目前磁流變液已經以其響應快、能耗低、易于控制、耐用性好、工作溫度范圍寬、使用壽命長等優勢而被廣泛用于航空航天/機械加工/精密工程/建筑/醫療等領域。近年來，以磁流變液智能材料為基礎的磁流變離合器因其具有響應速度快、低噪音、體積小、傳動部件磨損小、可實現無級調速、柔性傳動、控制能耗低以及易實現調速過程的遙控和自動控制等特點，正廣泛應用在眾多需要轉速、轉矩調節的場合，如風機、水泵、球磨機等無級調速，帶式輸送機、刮板輸送機等軟啟動以及風電機組、隨車發電系統等的定速輸出等場合。

但磁流變液剪切屈服強度不足問題一直限制著磁流變液離合器的發展，依據現有剪切工作模式下設計的磁流變離合器，因其傳遞轉矩較小而無法滿足工業需求。為增大磁流變液離合器的轉矩傳遞能力，已有專利采用對磁流變液擠壓的方式拓寬磁流變液離合器的工作模式，如美國專利US5848678利用熱敏材料受熱拉伸，中國專利CN205859077U利用記憶合金受熱變形，CN103089863A利用螺紋擠壓，CN102562857A、CN106949211A、CN203257931U利用電磁驅動擠壓，CN103470654A利用壓電驅動擠壓，上述專利通過各種擠壓驅動方式把傳統磁流變液離合器的單一剪切模式拓展為剪切混合模式，大大提升了其轉矩傳遞能力。但這些驅動擠壓方式存在可控性差或驅動功率密度低等不足。

發明內容

針對上述技術的不足之處，提供一種驅動功率大、控制精度高且控制穩定性好，具有很高的轉矩/質量比或轉矩/體積比的基于擠壓-剪切模式的水冷式磁流變離合器及控制方法。

為了實現上述技術目的，本發明的基于擠壓-剪切模式的水冷式磁流變離合器，它包括通過螺栓連接的左導磁外殼和右導磁外殼，左導磁外殼和右導磁外殼兩側軸向開口，左導磁外殼和右導磁外殼扣合后內部設有空腔，空腔內設有勵磁線圈，勵磁線圈內側設有離合器主體，離合器主體包括主動組件、從動組件和液壓驅動組件，其特征在于：

所述主動組件包括主動軸、左端蓋、鎖止螺母a、圓錐滾子軸承a、左軸承座、左傳動盤、隔磁套和右傳動盤；左軸承座螺栓固定在左導磁外殼的軸向開孔中，所述主動軸穿過左軸承座與并與左傳動盤以螺釘固定連接，左傳動盤內設有多條散熱用冷卻水流道，主動軸與左軸承座之間設有一對圓錐滾子軸承a，左軸承座上設有固定主動軸的左端蓋，左端蓋與固定主動軸(1)支架之間設有多個密封圈，左端蓋與左軸承座之間設有鎖止螺母a，利用鎖止螺母a對圓錐滾子軸承a軸向定位，主動軸內部設有多條冷卻水通道，主動軸的側壁上設有穿過左端蓋將冷卻水通道與外接連同的進水口和出水孔，左傳動盤與右傳動盤的外圓周之間通過螺栓固定設有隔磁套，左傳動盤與隔磁套、右傳動盤之間留有磁流變液工作空間，隔磁套與左傳動盤和右傳動盤之間分別設有O型密封圈a靜密封；