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磁流变离合器


技术摘要:
本发明提供一种磁流变离合器,包括动力输入盘、动力输出盘、输入圆柱壳、输出圆柱壳、励磁线圈组以及永磁体,动力输入盘和动力输出盘可转动地连接;输入圆柱壳固定设置在动力输入盘上,输出圆柱壳固定设置在动力输出盘上,输入圆柱壳与输出圆柱壳沿径向相互交错嵌套排  全部
背景技术:
磁流变液是一种由高磁导率的铁磁颗粒、载液以及添加剂按照一定的体积比例均 匀混合而成的悬浮液体。在零场情况下,磁流变液表现为流动性能良好的液体,其表观粘度 很小;在强磁场作用下可在短时间(毫秒级)内表观粘度增加两个数量级以上,并呈现类固 体特性;而且这种变化是连续的、可逆的,即去掉磁场后又恢复到原来的状态。 由于磁流变液具有良好的可控性和可逆性,在动力传递、减振、软启动、无级变速 等方面具有广泛的应用。磁流变离合器就是在传动装置的主动件与从动件之间添加磁流变 液,通过控制外加磁场强度的大小实现离合器的结合、分离状态从而实现动力的传递和分 离,甚至可以实现扭矩传递的无级变化控制。其结构简单、噪声小、响应时间短、控制系统简 单,克服了传统离合器噪声大、力矩不稳定、控制系统复杂等不足。 磁流变液的剪切屈服应力不大的问题一直困扰着磁流变液材料和技术的发展,为 了实现大功率动力传输,现有的磁流变离合器采用沿径向排布的多组环形线圈实现叠加磁 场从而有效提高磁流变液的剪切屈服应力,进而增强动力传输的扭矩,实现大功率动力传 输。 例如,2019年8月23日公开的中国专利“多极叠加式磁流变离合器”(申请号: 201910364583.9),在圆柱形磁流变液工作间隙的内外侧分别沿周向布置多个内线圈和多 个外线圈,通过内线圈产生的磁场和外线圈产生的磁场进行叠加进而增强作用在磁流变液 的磁场强度,实现传输扭矩增强和大功率动力传输。 然而通过增加线圈的数量和位置布置进行磁场叠加以实现大扭矩和大功率动力 传输存在以下问题: 1)能耗较高:通过增加线圈数量实现磁场叠加,大大增加了外部电源的能耗,不利 于节能降耗; 2)磁场不能完全控制:线圈断电后,内线圈和外线圈均剩磁严重,导致作用在磁流 变液上的磁场无法完全消失,进而使动力输入和输出无法彻底分离,影响离合器的工作性 能。
技术实现要素:
本发明的主要目的在于提供一种磁流变离合器,以至少解决现有技术中的多极叠 加式磁流变离合器存在磁场不能完全控制进而导致动力输入和输出无法彻底分离的问题。 为了实现上述目的,本发明提供了一种磁流变离合器,包括动力输入盘、动力输出 盘、输入圆柱壳、输出圆柱壳以及励磁线圈组,动力输入盘和动力输出盘沿各自旋转轴线可 相互转动地连接;输入圆柱壳和输出圆柱壳均具有至少一个,输入圆柱壳固定设置在动力 输入盘上,输出圆柱壳固定设置在动力输出盘上,输入圆柱壳与输出圆柱壳沿径向相互交 4 CN 111577787 A 说 明 书 2/6 页 错嵌套排布以在输入圆柱壳和输出圆柱壳之间形成密封间隙,密封间隙用于存储磁流变 液;励磁线圈组为多个,多个励磁线圈组沿周向间隔设置在动力输出盘上,其特征在于,磁 流变离合器还包括:永磁体,永磁体为多个,多个永磁体沿周向间隔设置在动力输出盘上; 其中,多个励磁线圈组和多个永磁体沿动力输出盘的径向一一对应地设置在密封间隙的两 侧,多个励磁线圈组和多个永磁体在密封间隙处产生共同作用的磁场以使密封间隙内的磁 流变液在液态和固态之间变换进而使动力输入盘和动力输出盘在分离状态和结合状态之 间转换。 进一步地,输入圆柱壳和输出圆柱壳均为多个;其中,多个输入圆柱壳沿动力输入 盘的径向相互嵌套并间隔设置;多个输出圆柱壳沿动力输出盘的径向相互嵌套并间隔设 置。 进一步地,励磁线圈组和永磁体均为偶数个。 进一步地,动力输入盘包括输入轴和输入盘体部,输入轴固定设置在输入盘体部 的中心部位并沿输入盘体部的轴心线延伸;动力输出盘包括输出轴、第一输出盘体部、第二 输出盘体部以及连接圈,第一输出盘体部和第二输出盘体部通过连接圈相互连接以围合成 柱形腔体;其中,输入盘体部、输入圆柱壳、输出圆柱壳、励磁线圈组以及永磁体均位于柱形 腔体内;输入盘体部的中心部位、第一输出盘体部的中心部位以及第二输出盘体部的中心 部位均开设有轴心线相互共线的轴孔;输入轴与输入盘体部的连接部位通过第一轴承与第 一输出盘体部的轴孔可转动地连接,输出轴的第一端通过第二轴承与输入盘体部的轴孔可 转动地连接,输出轴的第二端与第二输出盘体部的轴孔固定连接;输入圆柱壳固定设置在 输入盘体部上,输出圆柱壳固定设置在第二输出盘体部上;多个励磁线圈组与第二输出盘 体部和连接圈固定连接,多个永磁体与第二输出盘体部和输出轴固定连接。 进一步地,励磁线圈组包括:底座部,与第二输出盘体部的固定连接;芯体部,固定 设置在底座部上并与连接圈固定连接;线圈,缠绕在芯体部上。 进一步地,相邻的两个励磁线圈组的线圈的绕向相反。 进一步地,底座部和芯体部一体成型且均采用导磁材料制成,磁流变离合器还包 括:第一非导磁金属块,第一非导磁金属块为多个,每个第一非导磁金属块设置在相邻的两 个励磁线圈组的底座部之间以将相邻的两个励磁线圈组的磁场相互隔离。 进一步地,动力输出盘还包括:支撑环,固定套设在输出轴上;其中,多个永磁体沿 周向间隔设置在支撑环上以通过支撑环与输出轴固定连接。 进一步地,相邻的两个永磁体的极性相反。 进一步地,磁流变离合器还包括:第二非导磁金属块,第二非导磁金属块为多个, 每个第二非导磁金属块设置在相邻的两个永磁体之间以将相邻的两个永磁体的磁场相互 隔离。 应用本发明技术方案的磁流变离合器,包括动力输入盘、动力输出盘、输入圆柱 壳、输出圆柱壳、励磁线圈组以及永磁体,动力输入盘和动力输出盘沿各自旋转轴线可相互 转动地连接;输入圆柱壳和输出圆柱壳均具有至少一个,输入圆柱壳固定设置在动力输入 盘上,输出圆柱壳固定设置在动力输出盘上,输入圆柱壳与输出圆柱壳沿径向相互交错嵌 套排布以在输入圆柱壳和输出圆柱壳之间形成用于存储磁流变液的密封间隙;励磁线圈组 和永磁体均为多个,多个励磁线圈组和多个永磁体均沿周向间隔设置在动力输出盘上,且 5 CN 111577787 A 说 明 书 3/6 页 多个励磁线圈组和多个永磁体沿动力输出盘的径向一一对应地设置在密封间隙的两侧,多 个励磁线圈组和多个永磁体在密封间隙处产生共同作用的磁场以使密封间隙内的磁流变 液在液态和固态之间变换进而使动力输入盘和动力输出盘在分离状态和结合状态之间转 换。通过励磁线圈组产生与永磁体相反的磁场,能够使励磁线圈组的磁场减小到接近于零, 实现动力输入和输出的彻底分离;通过励磁线圈组产生与永磁体相同的磁场,实现磁场叠 加,从而实现大扭矩和大功率动力传输且有效降低能耗。解决了现有技术中的多极叠加式 磁流变离合器存在磁场不能完全控制进而导致动力输入和输出无法彻底分离的问题。 附图说明 图1是根据本发明实施例可选的一种磁流变离合器的纵剖面结构示意图;以及 图2是图1的A-A向剖面结构示意图。 其中,上述附图包括以下附图标记: 10、动力输入盘;11、输入轴;12、输入盘体部;20、动力输出盘;21、输出轴;22、第一 输出盘体部;23、第二输出盘体部;24、连接圈;25、支撑环;26、挡油环;30、输入圆柱壳;40、 输出圆柱壳;50、励磁线圈组;51、底座部;52、芯体部;53、线圈;60、永磁体;70、第一轴承; 80、第二轴承;90、第一非导磁金属块;100、第二非导磁金属块。
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