本发明专利技术公开了一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置，包括传动轴（1）、励磁系统（2）、静压轴承（3）和多个电涡流位移传感器（4），所述传动轴（1）由静压轴承（3）润滑支撑，励磁系统（2）径向安装在静压轴承（3）外部，电涡流位移传感器（4）实时检测传动轴（1）相对于静压轴承（3）的位置信息；本发明专利技术的半主动静压轴承可以通过改变励磁系统的输入电流的大小，从而迅速地改变磁流变液的流变参数，以适应更多复杂且多变的工况。工况。工况。
【技术实现步骤摘要】
一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置
[0001]本专利技术涉及静压轴承的设计领域，具体为一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置。
技术介绍
[0002]静压轴承属于滑动轴承，通过液压系统将润滑剂送入轴与轴承之间微小的半径间隙，保证轴处于完全流体润滑状态，进而减小摩擦磨损。因此静压轴承经常用在低速且承载能力高、回转精度高以及高转速的场合，如重型机床、高精度机床等。
[0003]随着机床继续向高精密方向发展，对静压轴承的性能要求也越来越高。在诸如超精密重载硬车、硬铣等极端加工条件下，在切削力等强扰动下静压轴承的动态性能无法满足加工需求。
[0004]因此，为提高静压轴承的承载能力和回转精度，将智能流体材料—磁流变液作为轴承的润滑剂。在无外加磁场时，磁流变液表现为流动良好的牛顿流体，但在外加磁场作用下，流体的流变特性发生巨大变化，其黏度可在10ms内增加几个数量级，并呈现类似固体的力学性质，且流变特性是连续可逆的，即去掉磁场后，又变成可以流动的液体。
[0005]目前磁流变液静压轴承使用的大都是永磁体励磁，在一定程度上提高轴承的性能，但不能满足强干扰的复杂且多变的工况。故有必要对静压轴承进行重新设计，使得磁流变液可以动态地改变流变性质，以适应工况的变化，从而提高机床的加工精度。
技术实现思路
[0006]本专利技术的目的在于提供一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置，能够在强干扰下保持轴的回转精度，从而满足各种工况。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置，包括传动轴、励磁系统、静压轴承和多个电涡流位移传感器，所述传动轴由静压轴承润滑支撑，励磁系统径向安装在静压轴承外部，电涡流位移传感器实时检测传动轴相对于静压轴承的位置信息；所述励磁系统包括磁轭环、硅钢片和励磁线圈；所述励磁系统的硅钢片焊接在磁轭环上，励磁线圈缠绕在硅钢片上，其缠绕的方向不一样产生不同的磁极；所述静压轴承包括端盖、轴瓦、止推块、旋转格莱圈、润滑剂入口和润滑剂出口；所述静压轴承的端盖螺钉连接轴瓦，所述止推块和轴瓦一体切削加工成型，旋转格莱圈安装在传动轴上，所述的轴瓦上开有四个润滑剂入口和两个润滑剂出口。
[0008]所述此励磁系统由四个磁极和磁轭组成，其中磁极南北极两两对置，由硅钢片缠绕励磁线圈制成；可以通过改变输入电流的大小，从而改变磁场强度的大小。
[0009]所述的四个润滑剂入口同时通入磁流变液，最后通过两个润滑剂出口回流到油箱。
[0010]所述的旋转格莱圈起密封作用且与轴瓦过渡配合。
[0011]所述的止推块提供传动轴的轴向定位，同时与传动轴的间隙充满磁流变液，形成轴向静压效应，可抑制轴向的振动。
[0012]所述的轴瓦的上半部和下半部分别独立加工制造，在闭合处开凹槽和凸台，使得磁流变液外泄量较小。
[0013]所述的静压轴承的外部安装两个相互垂直放置的电涡流位移传感器4，测量传动轴相对于静压轴承的轨迹，然后数据信息反馈给控制系统，动态地调节输入励磁系统的输入电流，磁流变液快速地响应，改变其流变参数，从而提高传动轴的回转精度。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、励磁系统是外置的，方便拆卸与安装；可以根据工况需求，动态地改变磁场的大小，从而达到半主动控制轴的回转精度；2、两个电涡流位移传感器检测传动轴相对于静压轴承的位置；当外部的重载发生强扰动时，由测试系统及时反馈传动轴的状态信息，控制器可以动态地改变外部的励磁线圈的电流大小，然后磁流变液的刚度和阻尼也跟着改变，进而提高轴承回转精度和承载能力；3、止推块不仅提供了传动轴的定位，而且它与传动轴之间的间隙充满着磁流变液，形成了轴向静压效应，故可以抑制轴向的振动；4、轴瓦的上半部和下半部分别独立加工制造，在闭合处开凹槽和凸台，使得磁流变液外泄量较小。
附图说明
[0015]图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术径向剖视图；图3为本专利技术轴向剖视图；图4为本专利技术静压轴承内部结构示意图。
[0016]图中：1、传动轴，2、励磁系统，21、磁轭环，22、硅钢片,23、励磁线圈，3、静压轴承，31、端盖，32、轴瓦，33、止推块，34、旋转格莱圈，35、润滑剂入口，36、润滑剂出口，4、电涡流位移传感器。
具体实施方式
[0017]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0018]如图1至图4所示：本专利技术提供一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置，包括传动轴1、励磁系统2、静压轴承3和多个电涡流位移传感器4，所述传动轴1由静压轴承3润滑支撑，励磁系统2径向安装在静压轴承3外部，电涡流位移传感器4实时检测传动轴1相对于静压轴承3的位置信息；所述的静压轴承3的外部安装两个相互垂直放置的电涡流位移传感器4，测量传动轴1相对于静压轴承3的轨迹，然后数据信息反馈给控制系统，动态地调节输入励磁系统2的输入电流，磁流变液快速地响应，改变其流变参数，从而提高传动轴1的回转精度；如图2所示：所述励磁系统2包括磁轭环21、硅钢片22和励磁线圈23；所述励磁系统
2的硅钢片22焊接在磁轭环21上，励磁线圈23缠绕在硅钢片22上，其缠绕的方向不一样产生不同的磁极；此励磁系统2由四个磁极和磁轭21组成，其中磁极南北极两两对置，由硅钢片22缠绕励磁线圈23制成；可以通过改变输入电流的大小，从而改变磁场强度的大小。
[0019]如图3所示，所述静压轴承3包括端盖31、轴瓦32、止推块33、旋转格莱圈34、润滑剂入口35和润滑剂出口36；所述静压轴承3的端盖螺钉连接轴瓦32，所述止推块33和轴瓦32一体切削加工成型，旋转格莱圈34安装在传动轴1上，所述的轴瓦32上开有四个润滑剂入口35和两个润滑剂出口36；所述的四个润滑剂入口35同时通入磁流变液，最后通过两个润滑剂出口36回流到油箱；图3中右侧放大为传动轴1与轴瓦32之间的轴向润滑间隙，传动轴1与止推块33之间的径向润滑间隙；其中，所述的旋转格莱圈34起密封作用且与轴瓦32过渡配合。
[0020]其中，所述的止推块33提供传动轴1的轴向定位，同时与传动轴1的间隙充满磁流变液，形成轴向静压效应，可抑制轴向的振动。
[0021]如图4所示：所述的轴瓦32 的上半部和下半部分别独立加工制造，在闭合处开凹槽和凸台，使得磁流变液外泄量较小。
[0022]首先打开液压系统同时向四个润滑剂入口35通入磁流变液，支撑起传动轴1；磁流变液沿着半径间隙，然后流入轴向间隙，形成轴向的静压效应，保证了传动轴1的轴向定位；因旋转格莱圈34的阻碍，最后从两个润滑剂出口36流出。
[0023]加载正常重型机床静态载荷：电涡流位移传感器4实时监测到传动轴1位置信息，传输到控制器中处理分析得到静态载荷；假设静态载荷向下的，那么传动轴1位移向下，接着控制器发出指令增大位于下方的两个励磁线圈23的电流，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置，其特征在于：包括传动轴（1）、励磁系统（2）、静压轴承（3）和多个电涡流位移传感器（4），所述传动轴（1）由静压轴承（3）润滑支撑，励磁系统（2）径向安装在静压轴承（3）外部，电涡流位移传感器（4）实时检测传动轴（1）相对于静压轴承（3）的位置信息；所述励磁系统（2）包括磁轭环（21）、硅钢片（22）和励磁线圈（23）；所述励磁系统（2）的硅钢片（22）焊接在磁轭环（21）上，励磁线圈（23）缠绕在硅钢片（22）上，其缠绕的方向不一样产生不同的磁极；所述静压轴承（3）包括端盖（31）、轴瓦（32）、止推块（33）、旋转格莱圈（34）、润滑剂入口（35）和润滑剂出口（36）；所述静压轴承（3）的端盖（31）螺钉连接轴瓦（32），所述止推块（33）和轴瓦（32）一体切削加工成型，旋转格莱圈（34）安装在传动轴（1）上，所述的轴瓦（32）上开有四个润滑剂入口（35）和两个润滑剂出口（36）。2.根据权利要求1所述的一种磁流变液润滑的半主动静压轴承装置，其特征在于：所述此励磁系统（2）由四个磁极和磁轭（21）组成，其中磁极南北极两两对置，由硅钢片（22）缠绕励磁线圈（23）制成；可以通过改变输入...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘新华，彭来，华德正，申玉瑞，王其雨，方淙敏，夏振港，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：
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