液压缸调速式磁流变液缓速器制造技术

本发明专利技术公开液压缸调速式磁流变液缓速器，其包括缸体、底盖、活塞、曲轴和连杆，所述底盖固定在缸体底部，缸体和底盖之间形成封闭的腔体；所述腔体底部固定有电磁铁；所述曲轴的两端分别转动连接于缸体的顶部，且曲轴的一端用于与动力系统传动连接；所述连杆的上端与曲轴的曲柄销转动套接，连杆的下端通过活塞销与活塞的上端转动连接；所述活塞滑动套接于腔体内，曲轴转动带动活塞在缸体内上下反复运动；所述活塞上开有贯通其上端和下端的内孔。本发明专利技术利用活塞缸以及可获得更高磁场的电磁铁的方式，寻求获得更高磁流变液缓速阻力矩的方法，并且能够克服磁流体壁面滑移现象的缓速器机械结构以充分利用剪切应力，曲轴缓速效果明显，可靠性高。

【技术实现步骤摘要】
液压缸调速式磁流变液缓速器
本专利技术涉及于缓速器领域，尤其涉及液压缸调速式磁流变液缓速器。
技术介绍
磁流变液是一种将羰基铁粉均匀分散于合适的基液中，形成的一种稳定的悬浮液，最大特点是在遇到强磁场时，粘度和剪切应力能瞬间发生几个数量级的增长，从流动性很好的流体变成固体；而一旦撤销这个磁场，又能瞬间恢复到原始状态，该时间为毫秒级。这一优良特性使得磁流变系统能够成为电气控制与机械系统之间简单、安静且响应迅速的中间装置，而它独特的磁流变效应和良好的流变性能广泛应用于智能阻尼器、离合器等机械结构。将其这种特性利用到缓速器中，可实现实时主动改变缓速器的阻力矩达到无极变速缓速效果，以应付各种下坡路况。磁流变液应用于叶片式缓速器，在磁场强度132Gs上升到300Gs之间，连接叶片式缓速器的驱动电机转速由最初156r/min逐渐降到80r/min，这组实验数据表明驱动电机低速时有明显的缓速效果，而高速时缓速效果并不理想。目前已知磁流变液具有壁面滑移现象，体现为当磁流变液在被剪切或流动过程中，在缝隙壁面处所承受的剪切应力超过一定值时，壁面无法提供足够强的粘附作用，紧贴壁面处的液体将沿着壁面发生相对滑移。根据改进后叶片式磁流变液，对壁面进行曲折处理以及增强磁场强度后，在磁场强度0Gs上升到800Gs之间，连接叶片式缓速器的驱动电机转速降低最大时，是由初速度最大的3000r/min降至2400r/min。显然缓速效果还不是很足，此时需要在克服磁流变液壁面滑移现象和磁流变液剪切强度偏低的特性。
技术实现思路
针对背景中的问题，本专利技术的目的在于提供一种缓速效果较好的液压缸调速式磁流变液缓速器。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：液压缸调速式磁流变液缓速器，其包括缸体、底盖、活塞、曲轴和连杆，所述底盖固定在缸体底部，缸体和底盖之间形成封闭的腔体；所述腔体底部固定有电磁铁；所述曲轴的两端分别转动连接于缸体的顶部，且曲轴的一端用于与动力系统传动连接；所述连杆的上端与曲轴的曲柄销转动套接，连杆的下端通过活塞销与活塞的上端转动连接；所述活塞滑动套接于腔体内，曲轴转动带动活塞在缸体内上下反复运动；所述活塞上开有贯通其上端和下端的内孔。进一步的，所述腔体内固定有对电磁铁顶部进行轴向限位的圆环。进一步的，所述曲轴的两端与缸体之间通过轴承连接，且两轴承分别通过固定连接于缸体上的轴承端盖进行轴向定位。进一步的，所述活塞的外圆柱壁上沿其轴向间隔设有两个O型密封圈和一个活塞环。本专利技术采用以上技术，具有以下有益效果：利用活塞缸以及可获得更高磁场的电磁铁的方式，寻求获得更高磁流变液缓速阻力矩的方法，并且能够克服磁流体壁面滑移现象的缓速器机械结构以充分利用剪切应力，曲轴缓速效果明显，可靠性高。附图说明以下结合附图和具体实施方式对本专利技术做进一步详细说明；图1为本专利技术的俯视图；图2为图1中A-A剖视图；图3为活塞的结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的技术方案更加明白，结合以下实例对本专利技术进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释专利技术，并不用于限定本专利技术。图1-3之一所示，本专利技术液压缸调速式磁流变液缓速器，其包括缸体1、底盖2、活塞3、曲轴4和连杆5，所述底盖2固定在缸体1底部，缸体1和底盖2之间形成封闭的腔体；所述腔体底部固定有电磁铁6；所述曲轴4的两端分别转动连接于缸体1的顶部，且曲轴4的一端用于与动力系统传动连接；所述连杆5的上端与曲轴4的曲柄销转动套接，连杆5的下端通过活塞销与活塞3的上端转动连接；所述活塞3滑动套接于腔体内，曲轴4转动带动活塞3在缸体1内上下反复运动；所述活塞3上开有贯通其上端和下端的内孔31。所述腔体内固定有对电磁铁6顶部进行轴向限位的圆环9。所述曲轴4的两端与缸体1之间通过轴承7连接，且两轴承7分别通过固定连接于缸体1上的轴承端盖8进行轴向定位。缸体1的选材必须采用非导磁性的铝合金或1Cr18Ni9Ti等材料，有利于隔磁，否则会导致漏磁降低磁场强度。而圆环9的材料必须为高磁导性的铁等材料，使得电磁铁6外侧磁场线能通过圆环9，然后穿过磁流变液而到达电磁铁6内侧。曲轴4两端设计为阶梯状结构，以此让轴上零件方便定位，强度可靠；主轴颈、曲柄、曲柄销作为曲轴4上的三个部分，其形状应该保证充足的刚度和强度，并且尽量使应力不会太过集中，抗疲劳强度增大，而且使之重量小，便于加工。采用主轴颈直径大于曲柄直径的10%的一般设计规律，平衡重的质量分布使其重心远离主轴旋转中心，产生抵消旋转质量和往复惯性力以及力矩的作用。材料选择具有较高强度、良好的吸震性能以及较小缺口敏感程度的特点的材料。考虑活塞3在缸体1中的工作环境，需要承受足够高的机械负荷以及高速的往复滑动，选用的材料强度和刚度必须足够大，重量可以尽量减轻，并且必须满足非导磁材料的特性不干扰磁路，因此可以选用铝合金、钛合金、高镍奥氏体不锈钢等材料。所述活塞3的外圆柱壁上沿其轴向间隔设有两个O型密封圈10和一个活塞环11。O型密封圈10由橡胶材料制成，两个O型密封圈10后加装一个活塞环11，有增加强度和定位的作用，以避免O型密封圈10的偏斜，从而使寿命和密封性能有所增大。缸体1与电磁铁6间加装另外的O型密封圈，通过底盖2与圆环9间加紧密封。轴承7选用密封轴承作为次要密封部件。磁流变液缓速器的轴承7承受的径向载荷是其主要的，同时要考虑轴向定位。故本专利技术选用的轴承7为深沟球轴承。本实施例中的电磁铁6可以选用DC24V的直流电磁铁，尺寸参数直径与高度为80mm×80mm，其最大吸力达到200kg，最大磁场强度为000Gs；同过外接电路的可调电阻的增大、减小，控制电磁铁6的电流大小，改变电磁铁6的铁芯上磁场强度，进而改变磁流变液的吸力大小以及磁流变液的粘度。本专利技术的工作原理：首先磁流变液在缸体1内作用，在缸内一个方向给予其磁场。磁流变液满装时容量等于活塞3的内孔31容量，如此一来，活塞3运动时将磁流变液压入其内孔31中。在零磁场状态下，磁流变液属于牛顿流体状态，在不考虑流体泄露的前提下，将活塞3设计为其有效压缩面积与活塞3上进液孔面积相等时，被压缩的液体容积等于活塞3内孔31的增加的容积，此时活塞3仅克服流体的沿程阻力损失。当磁场开始增加后，活塞3向下压缩过程中，由于磁流变液的强磁导率，电磁铁6铁芯与液体接触，两者间形成磁路使之形成一个吸力，并且磁流变液的粘度开始增加，使活塞3内孔31上的流量下降，从而降低活塞3的运动速度；磁场强度的增大会使磁流变液挤压应力和压缩弹性模量增强、磁流变液的粘度增加，吸力也会增大；从而使活塞3运动阻力增大，速度减少量增加。活塞3向上回位过程中，缸内容积增加使磁流体压力增强，活塞3上部空气便将液体压回活塞3下部，而且磁场吸力也会助使磁流体回位。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.液压缸调速式磁流变液缓速器，其特征在于：其包括缸体、底盖、活塞、曲轴和连杆，/n所述底盖固定在缸体底部，缸体和底盖之间形成封闭的腔体；/n所述腔体底部固定有电磁铁；/n所述曲轴的两端分别转动连接于缸体的顶部，且曲轴的一端用于与动力系统传动连接；/n所述连杆的上端与曲轴的曲柄销转动套接，连杆的下端通过活塞销与活塞的上端转动连接；/n所述活塞滑动套接于腔体内，曲轴转动带动活塞在缸体内上下反复运动；/n所述活塞上开有贯通其上端和下端的内孔。/n

【技术特征摘要】
1.液压缸调速式磁流变液缓速器，其特征在于：其包括缸体、底盖、活塞、曲轴和连杆，
所述底盖固定在缸体底部，缸体和底盖之间形成封闭的腔体；
所述腔体底部固定有电磁铁；
所述曲轴的两端分别转动连接于缸体的顶部，且曲轴的一端用于与动力系统传动连接；
所述连杆的上端与曲轴的曲柄销转动套接，连杆的下端通过活塞销与活塞的上端转动连接；
所述活塞滑动套接于腔体内，曲轴转动带动活塞在缸体内上下反复运动；
所述活塞上开有贯通其上端和下端的内孔。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：王悦新，王佳斌，
申请(专利权)人：龙岩学院，
类型：发明
国别省市：福建;35