本發(fā)明涉及液體阻力制動(dòng)領(lǐng)域，特別涉及一種間隙可調(diào)式磁流變制動(dòng)裝置。

背景技術(shù)：

磁流變液是固體微顆粒在基液中形成的懸浮液, 主要由載液、磁流變響應(yīng)粒子和表面活性劑組成。它是一種可控流體,在強(qiáng)磁場(chǎng)作用下,可在幾毫秒內(nèi)由流動(dòng)良好的牛頓流體變?yōu)榉桥ｎD流體，并且這種變化是連續(xù)可逆且易于迅速控制的。基于磁流變液特性設(shè)計(jì)的磁流變器件有許多種,它們都具有響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及能耗低等優(yōu)良特性,在工程領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景,磁流變傳動(dòng)機(jī)構(gòu)是磁流變技術(shù)應(yīng)用的重要方面。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有磁流變液制動(dòng)器制動(dòng)力矩小的缺陷，本發(fā)明提供一種易于加工、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制動(dòng)力矩較大的可調(diào)式磁流變制動(dòng)裝置。

為此，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種間隙可調(diào)式磁流變制動(dòng)裝置，包括：由軸、軸承、軸承頂圈和軸承套筒組成的軸總成以及制動(dòng)盤、制動(dòng)盤外殼和安裝在制動(dòng)盤外殼內(nèi)的線圈，所述軸承套筒與所述制動(dòng)盤外殼固定連接，所述制動(dòng)盤固定在所述軸的端部，在制動(dòng)盤和制動(dòng)盤外殼間的空隙內(nèi)充有磁流變液，所述制動(dòng)盤外殼包括前盤、線圈內(nèi)圈、外圈、后盤和尾盤；所述尾盤安裝在所述后盤的中心孔中，所述尾盤與所述前盤平行，所述前盤、線圈內(nèi)圈、后盤和外圈圍成容納所述線圈的空間；所述前盤、線圈內(nèi)圈和尾盤圍成容納所述制動(dòng)盤和磁流變液的空間，在所述制動(dòng)盤的兩個(gè)側(cè)面以及前盤、尾盤的內(nèi)表面上設(shè)有呈放射狀分布的直線型凹槽。優(yōu)選的是，所述直線型凹槽的深度和寬度均為1mm。

優(yōu)選的是，在所述前盤、和尾盤的外側(cè)表面還各裝有一永磁環(huán)。

優(yōu)選的是，所述軸承套筒套裝在一套筒內(nèi)，二者之間螺紋連接；所述套筒安裝在一軸固定套內(nèi)，所述軸固定套固定在一支架的一側(cè)，所述前盤固定在所述支架的另一側(cè)。

在所述軸固定套和套筒之間形成有間隙，在所述軸固定套上間隔開有多組徑向貫通的螺紋孔，所述套筒通過多個(gè)螺栓固定在所述軸固定套內(nèi)。

所述螺紋孔有組，每組螺紋孔由兩個(gè)組成，且沿軸向排列。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、制動(dòng)盤的位置、平行度、同軸度可以通過螺紋、螺釘調(diào)節(jié)，減小了對(duì)零件加工精度的要求；同時(shí)，通過分別調(diào)節(jié)前盤和后盤與制動(dòng)盤之間的間隙，能夠改變磁流變液的填充空間以改善制動(dòng)效果；

2、在制動(dòng)盤和外殼內(nèi)表面設(shè)有放射狀分布的直線型凹槽，在磁場(chǎng)作用下，磁流變液磁化后所形成的顆粒鏈與具有表面織構(gòu)的接觸表面之間的剪切應(yīng)力顯著增大，所以該表面織構(gòu)可使制動(dòng)器的制動(dòng)力矩明顯增大；

3、由于在前盤和尾盤的外側(cè)表面還各裝有一永磁環(huán)，所以，在線圈沒有電流時(shí)，仍然有少量磁流變液粘附在外殼內(nèi)表面和制動(dòng)盤外表面，這樣減少了條紋在制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的渦流，減少了盤片在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力矩。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的磁流變制動(dòng)裝置的剖視圖；

圖2是本發(fā)明的磁流變制動(dòng)裝置中制動(dòng)盤表面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是圖2中A部的局部放大圖。

圖中：

1、軸； 2、軸承頂圈； 3、軸承套筒； 4、套筒；

5、軸承； 6、軸固定套； 7、支架； 8、前盤；

9、外圈； 10、線圈內(nèi)圈； 11、后盤； 12、尾盤；

13、骨架油封擋圈； 14、制動(dòng)盤； 15、放油螺栓； 16、前磁環(huán)；

17、后磁環(huán)； 18、O型圈； 19、磁流變液； 20、線圈。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明專利的結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步說明。

如圖1～圖3所示，本發(fā)明的間隙可調(diào)式磁流變制動(dòng)裝置包括：由軸1、軸承5、軸承頂圈2和軸承套筒3組成的軸總成以及制動(dòng)盤14、制動(dòng)盤外殼和安裝在制動(dòng)盤外殼內(nèi)的線圈20。軸承套筒3與制動(dòng)盤外殼固定連接，制動(dòng)盤14固定在軸1的端部，在制動(dòng)盤14和制動(dòng)盤外殼間的空隙內(nèi)充有磁流變液。

所述制動(dòng)盤外殼包括前盤8、線圈內(nèi)圈10、外圈9、后盤11和尾盤12。尾盤12安裝在后盤11的中心孔中，尾盤12與前盤8平行。前盤8、線圈內(nèi)圈10、后盤11和外圈9圍成容納線圈20的空間；前盤8、線圈內(nèi)圈10和尾盤12圍成容納制動(dòng)盤14和磁流變液的空間。在制動(dòng)盤14的兩個(gè)側(cè)面以及前盤8、尾盤12的內(nèi)表面上設(shè)有從盤心呈放射狀分布的直線型凹槽。圖2、圖3所示為制動(dòng)盤14的表面結(jié)構(gòu)示意圖，前盤8、尾盤12表面上的直線型凹槽與制動(dòng)盤14上的直線型凹槽形狀和結(jié)構(gòu)相同或相似。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述直線型凹槽的深度和寬度均為1mm，凹陷在制動(dòng)盤14、前盤8和尾盤12的表面。

另外，在前盤8、和尾盤12的外側(cè)表面還各裝有一永磁環(huán)16、17。在線圈沒有電流時(shí)，仍然有少量磁流變液粘附在前盤8、尾盤12的內(nèi)表面和制動(dòng)盤的外表面，這種結(jié)構(gòu)減少了條紋在制動(dòng)盤旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的渦流，減少了盤片在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的阻力矩。

軸承套筒3套裝在一套筒4內(nèi)，二者之間螺紋連接；套筒4安裝在軸固定套6內(nèi)，軸固定套6固定在支架7的一側(cè)，前盤8固定在支架7的另一側(cè)。在軸固定套6和套筒4之間形成有間隙，在軸固定套6上間隔開有多組徑向貫通的螺紋孔，套筒4通過多個(gè)螺栓固定在軸固定套6內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，所述螺紋孔有4組，每組螺紋孔由兩個(gè)組成，且沿軸向排列。

為了防止泄漏，前盤8與軸1之間通過骨架油封擋圈13密封；后盤11和尾盤12之間通過O型圈18密封。另外，在尾盤12上還設(shè)有一放油螺栓15。

下面對(duì)上述制動(dòng)器的組裝和調(diào)節(jié)方式進(jìn)行說明。

制動(dòng)器的前盤8、線圈內(nèi)圈10、后盤11依次對(duì)中并安裝在一起，線圈纏繞在它們之間形成的槽中。線圈纏繞在所述槽內(nèi)后，將裝好的組件固定在支架7的一側(cè)。

制動(dòng)器的軸1、軸承5和軸承套筒3依次裝配在一起，帶有螺紋的軸承頂圈2將軸承5固定在軸承套筒3內(nèi)。軸承套筒3有外螺紋，與帶有內(nèi)螺紋的套筒4裝在一起，這樣在螺紋的作用下軸1可以自由地軸向移動(dòng)。

軸固定套6固裝在支架7的另一側(cè)。將組裝在一起的軸1、軸承頂圈2、軸承5、軸承套筒3、套筒4組件裝入軸固定套6內(nèi)，通過軸固定套6上的八個(gè)螺釘調(diào)節(jié)軸1的徑向位置。然后，將制動(dòng)盤14固定在軸1的右端，使制動(dòng)盤14的一個(gè)面緊貼前盤8內(nèi)壁，緊固軸固定套6上的八個(gè)螺釘。最后，將裝有O型圈的尾盤12固定在后盤11上。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，軸承套筒3外圈螺距設(shè)計(jì)為1mm，這樣，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)軸承套筒3兩周，可使其沿軸向向右（圖中方向）移動(dòng)2mm，此時(shí)制動(dòng)盤14和前盤8的內(nèi)壁平行且距離2mm。調(diào)節(jié)尾盤12使其與制動(dòng)器14的另一面緊貼，調(diào)節(jié)后盤11周向布置的四個(gè)螺釘，使尾盤12緊固在后盤11上。調(diào)節(jié)軸承套筒3，使其向左移動(dòng)1mm，這樣制動(dòng)盤14與前盤8、后盤11的內(nèi)壁分別為1mm。

通過旋轉(zhuǎn)相應(yīng)圈數(shù)或角度，可實(shí)現(xiàn)制動(dòng)盤與前后尾盤間隙的精確調(diào)節(jié)。另外，螺距的大小并不限于本實(shí)施例中的具體值，可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

磁流變液19充滿在制動(dòng)盤14與前盤8、線圈內(nèi)圈10和尾盤12的間隙里，線圈內(nèi)圈10由鋁合金材料加工而成，可以起到隔磁作用。通電后所產(chǎn)生的磁感應(yīng)線環(huán)繞著線圈，依次經(jīng)過外圈9、前盤8、制動(dòng)盤14、尾盤12、后盤11，在這個(gè)過程中必然經(jīng)過磁流變液19，所以這樣的設(shè)計(jì)可以使得通過磁流變液的磁場(chǎng)強(qiáng)度最大，因而產(chǎn)生的制動(dòng)力矩也是最大的。

線圈在通電時(shí)產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)增大了磁流變液的動(dòng)態(tài)剪切力矩，達(dá)到制動(dòng)的目的。在制動(dòng)盤和前盤、尾盤內(nèi)表面是光滑的情況下，制動(dòng)器的制動(dòng)力矩是由于磁流變液和前述三者的摩擦力產(chǎn)生的。而如果盤面表面有條紋，制動(dòng)力矩則由動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力產(chǎn)生，磁流變液的動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力遠(yuǎn)大于摩擦力，從而使制動(dòng)器的制動(dòng)力矩明顯增大。另外大量實(shí)驗(yàn)表明，如果兩個(gè)摩擦表面之間充滿磁流變液，具有條紋的摩擦表面磨損最小，因此這樣的結(jié)構(gòu)也可以減小制動(dòng)器制動(dòng)盤的磨損。