一种磁液粘滞阻尼特性测试装置制造方法及图纸

一种磁液粘滞阻尼特性测试装置，包括薄壁桶形无磁转子，恒定间隙，内、外极靴环，上、下导磁环片，永磁环，导磁体，贮液环，扭矩与转速传感器等部件构成，其特征是：内、外极靴环之间形成恒定间隙，并通过贮液环同心定位；内、外极靴环其中之一与导磁体紧固连接，另一个与上导磁环片形成可调间隙；永磁体夹在上、下导磁环片之间，并可上下移动；下导磁环片与导磁体相接触；磁液注入恒定间隙和贮液环内；薄壁桶形无磁转子同心插入恒定间隙内，转动后对磁液形成剪切作用，并将其粘滞阻尼特性转换为剪切扭矩被扭矩和转速传感器测定；其优点是测试数据只包含磁液的粘滞阻尼特性、磁场较低时磁液不会流走，精度高。

A Testing Device for Magnetohydrodynamic Viscous Damping Characteristics

【技术实现步骤摘要】
一种磁液粘滞阻尼特性测试装置
：本专利技术涉及一种磁流变液和磁性液体(以下统称为磁液)粘滞阻尼特性的测试方法与装置，尤其是在磁场磁化作用下的磁液材料的粘滞阻尼特性测试装置，同时也适用于磁流变液阻尼减振与制动装置的设计，还适用于磁性液体或磁流体材料的粘度特性测试。
技术介绍
：磁液是由磁性粒子通过表面活性剂稳定分散于某种载液中而生成的具有磁性的固液二相功能材料，其整体形态、微观结构和粘滞阻尼等特性受外加磁场的约束和控制，在密封、阻尼减振、电磁滤通、高品质音响、传感、制动等多方面具有非常广泛的应用前景。磁液在磁场中和不同温度下的粘滞阻尼特性研究尤其重要，是其应用研究的基础。当外加磁场低于某临界值时，磁液中磁性粒子的布朗热运动占主导地位，不易发生链状序化，整体材料的粘滞阻尼特性与普通流体相同；但是在外加强磁场作用下，磁液表现出极强的磁化增粘特性，而且这种磁化增粘特性与磁化时间有关。磁化增粘特性对于阻尼减振、制动等功用是有益的，但是对于密封和高品质音响等功用是有害的。因此无论是对磁流变液还是磁性液体均需要测定其不同温度下的粘滞阻尼特性或粘度特性随外加磁场强度和时间的变化曲线，以确定不同磁液材料的工作磁场，并为密封及阻尼减振等器件的优化设计提供依据。普通的流体粘度测试方法不适于磁液的磁化粘滞阻尼性能的测试。一方面在现有粘度测试设备上，无法方便对其施加强磁场，即使是施加了外磁场，一些靠重力作用的粘度计也无法使用，因为磁力会大于重力的作用。另一方面普通方法每次需要的液体样品数量较大。中国专利CN1737531A和CN2802498Y给出的磁性液体表观粘度的测试方法采用磁性液体密封相近的聚磁结构，通过增加或减少聚磁结构中永磁体块的数量来控制外加约束磁场的强度，这样作一方面每次更换永磁块不方便，另一方面约束磁场的变化是不连续的，无法准确测定临界工作磁场，同时该专利也未给出工作磁场强度的测定方法。中国专利CN2099316U中给出的测定方法是在传统运动粘度测试方法的一种改进，虽然采用电磁线圈实现了外加磁场的连续变化，但是很难在较长时间内达到并维持较高的磁场强度，而且每次测试时需要大量的磁液样品和耗费较多的电能，特别是电磁线圈在工作时会产生大量的热，难以控制被测样品的温度，尤其是较难实现低温磁化粘度特性的测定。中国专利ZL201010290643.6和ZL201310463664.7提供一种采用永磁体作磁源、约束磁场连续可调的磁液磁化粘度测试方法与装置，主要由导磁定环、导磁动环(或导磁转子)、永磁环和极靴环以及恒定间隙和可调间隙构成。磁液被约束在导磁定环和导磁动环之间的恒定柱面间隙内，该恒定间隙一方面要提供连续可调的磁场，对磁液材料施加连续可调的磁化作用，另一方面还要对磁液施加连续可调的剪切作用。调速电机通过扭矩与转速测试装置、转轴带动导磁动环(或导磁转子)转动，使恒定间隙内的材料样品受到剪切作用，材料样品的粘度特性转换为剪切力并以扭矩的形式被扭矩传感器测定。这样虽然解决了磁场强弱可调和低温粘度测试问题，但这样作的不足之处在于，导磁动环(或导磁转子)与导磁定环之间有较强的磁力作用，因此要想维持其间的同心定位和相对转动，就必须在其间设置一组转动轴承。这样，所测定的扭矩就不完全是来自于磁液的剪切粘度，还有一部分是由支撑导磁动环(或导磁转子)转动的轴承阻力构成，另外，导磁转子及其支撑轴承仍具有较大的转动惯性力，因此在测试磁液粘度特性之前，首先要测一下没有磁液的情况下系统的转动扭矩的大小，以便于从磁液的粘度测试数据中减除，结果使测量精度大大降低。另外磁液在无磁场约束时，会从恒定间隙内流走。
技术实现思路
：本专利技术专利的目的是提供一种采用永磁体作磁源、约束磁场由弱至强连续可调、磁场较低时磁液不会流走、且测试数据只包含磁液的剪切粘滞阻力的测试方法与装置，可大大提高测试精度和方便性。本专利技术专利是这样实现的：一种磁液粘滞阻尼特性测试装置，主要由可调变速电机、扭矩与转速传感器、电磁感应线圈、永磁体、薄壁桶形转子、上导磁片、下导磁片、内极靴环、外极靴环、导磁体等部件构成，其特征在于：内极靴环外径与外极靴环内径之间形成恒定间隙，并通过贮液环同心紧固定位；且贮液环采用钛、铝、铜、不锈钢、塑料等无磁材料制成；内、外极靴环其中之一与导磁体相连，另一个与上导磁片形成可调间隙；永磁体夹在上、下导磁片之间，形成可移动磁源，并可上下移动；下导磁片与导磁体相接触，并可相对上下移动；磁液注入恒定间隙和贮液环内；薄壁桶形转子由无磁材料(如钛、铝、铜、不锈钢、塑料等无磁材料制成；)制成，其上端与扭矩和转速传感器同心相连，下端插入恒定间隙内并与恒定间隙同心定位，可调速电机与扭矩与转速传感器同心相连。电磁感应线圈设于贮液环下方，并与磁通计相连。工作时，可移动永磁源通过上导磁环片、可调间隙、内外极靴环、导磁体、下导磁环片对恒定间隙内的磁液施加可调磁场；通过可移动磁源的上下移动来调节可调间隙大小，从而调节恒定间隙磁场的大小，并通过电磁感应线圈及磁通计测量磁场的变化量。当可移动磁源的上导磁片与内或外极靴环接触时，可调间隙大小变为0，恒定间隙磁场达到最大值，贮液环内的磁液被吸入恒定间隙内；当可移动磁源下移，并使上、下导磁环片与导磁体之间形成闭合磁回路时，恒定间隙磁场达到最小值，恒定间隙内的磁液流入其下面的贮液环。可调速电机通过扭矩与转速测试装置，带动薄壁桶形转子转动，使恒定间隙内的材料样品受到剪切作用，材料样品的粘滞阻尼特性转换为剪切力并以扭矩的形式被扭矩传感器测定。其优点在于对恒定间隙内的磁液形成剪切作用目的是通过无磁桶形薄壁转子与固定不动的内、外极靴环之间的相对转动来实现的，而不是内外极靴环之间的相对转动来实现。从而避免了，内外极靴环之间设置的轴承阻力对测试结果的干扰；还可以大幅度降低转子的惯性，进一步提高测试精度；另外，约束磁场为0时，磁液也不会流走。附图说明：附图1所示为实施例1外于中间状态的磁液粘滞特性测试装置结构示意图附图2所示为实施例1恒定间隙磁场趋于0的状态磁液粘滞特性测试装置结构示意图附图3所示为为实施例1恒定间隙磁场为最大值时的磁液粘滞特性测试装置结构示意图附图4所示为实施例1原理结构图附图5所示为实施例2带有高低温箱的磁液粘滞特性测试装置结构示意图附图6所示为实施例3处于中间状态结构示意图附图7所示为实施例4采用液压元件调节可调间隙的磁液粘滞特性测试装置结构示意图其中：1-薄壁桶形转子，2-磁液，3-恒定间隙，4-外极靴环，5-可调间隙，6-电磁感应线圈，7-上导磁片，8-永磁环，9-下导磁片，10-导磁体，11-漏磁回路，12-充磁回路，13-贮液环，14-内极靴环，15-扭矩与转速传感器，16-可调速电机，17-转轴，18-高低温箱，19-液压元件，20-底座。具体实施方式：实施例1如附图1所示，所述的磁液粘滞阻尼特性测试装置主要由：薄壁桶形转子1，磁液2，恒定间隙3，外极靴环4，可调间隙5，电磁感应线圈6，上导磁环片7，永磁环8，下导磁环片9，导磁体10，漏磁回路11，充磁回路12，贮液环13，内极靴环14，扭矩传感器15，可调速电机16等部件构成，其特殊之处在于：内极靴环14外径与外极靴环4内径之间形成恒定间隙3，并通过贮液环13同心定位；且本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种磁性液体及磁流变液(以下统称为磁液)粘滞阻尼特性测试装置，主要由：薄壁桶形转子(1)，外极靴环(4)，电磁感应线圈(6)，上导磁环片(7)，永磁环(8)，下导磁环片(9)，导磁体(10)，贮液环(13)，内极靴环(14)，扭矩传感器(15)，可调速电机(16)等部件构成，其特殊之处在于：内极靴环(14)外径与外极靴环(4)内径之间形成恒定间隙(3)，并通过贮液环(13)同心紧固定位；内、外极靴环(14)和(4)其中之一与导磁体(10)紧固相连，另一个与上导磁环片(7)形成可调间隙(5)；永磁体(8)夹在上、下导磁环片(7)和片(9)之间，形成可移动磁源，并可上下移动；下导磁环片(9)与导磁体(10)相接触，并可相对上下移动；磁液(2)注入恒定间隙(3)和贮液环(13)内；薄壁桶形转子(1)上端与扭矩与转速传感器(15)同心相连，下端可插入恒定间隙(3)内，转动后对磁液(2)形成剪切作用。

【技术特征摘要】
1.一种磁性液体及磁流变液(以下统称为磁液)粘滞阻尼特性测试装置，主要由：薄壁桶形转子(1)，外极靴环(4)，电磁感应线圈(6)，上导磁环片(7)，永磁环(8)，下导磁环片(9)，导磁体(10)，贮液环(13)，内极靴环(14)，扭矩传感器(15)，可调速电机(16)等部件构成，其特殊之处在于：内极靴环(14)外径与外极靴环(4)内径之间形成恒定间隙(3)，并通过贮液环(13)同心紧固定位；内、外极靴环(14)和(4)其中之一与导磁体(10)紧固相连，另一个与上导磁环片(7)形成可调间隙(5)；永磁体(8)夹在上、下导磁环片(7)和片(9)之间，形成可移动磁源，并可上下移动；下导磁环片(9)与导磁体(10)相接触，并可相对上下移动；磁液(2)注入恒定间隙(3)和贮液环(13)内；薄壁桶形转子(1)上端与扭矩与转速传感器(15)同心相连，下端可插入恒定间隙(3)内，转动后对磁液(2)形成剪切作用。2.根据权利要求1所述的一种磁液粘滞阻尼特性测试装置，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李国斌，
申请(专利权)人：宁波市华顺磁业有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33