[发明专利]一种带有控制系统的大功率磁流变恒加速软启动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种磁流变软启动装置，尤其是一种带有控制系统的大功率磁流变恒加速软启动装置。

背景技术

磁流变液是一种新型的智能材料，当无外加磁场时，其呈现出低粘度类牛顿流体特性。而外加磁场的情况下，可以将流变性能良好的液体形态，在毫秒级的时间内变成类似固态的材料，而一旦磁场失去作用，又将恢复至液态。磁流变液在磁场作用下磁流变液中磁性颗粒可形成通链、支链、孤立链和柱状链等微观结构，而各类微观链结构的末端容易断裂，因此，单纯地依靠剪切模式很难提高磁流变液的屈服强度。但是，当磁流变液在磁场中受到沿磁场方向的外加正压力时，其剪切应力可以得到较大提高，甚至是提高一个数量级。这种通过施加压力改变磁流变液性能的方法即所谓的磁流变液挤压强化技术。磁流变液形成柱链状微观结构还没有发生剪切，磁流变液中的铁磁颗粒与传动壁面间就存在了相对运动，这种现象即为壁面滑移，减小甚至避免壁面滑移可提高磁流变液的固化强度。由于磁流变液的这种优良的流变特性，其在机械、汽车等领域得到了广泛的应用。国内专利： CN100359198C公开了一种磁流变软启动装置，将主动件做成空腔，其内放置形状与其相匹配的从动件，通过两组电磁线圈产生磁场增大其扭转力矩。CN102297213B公开了一种多片式磁流变软启动装置，采用多片式结构，增大扭矩的变化范围，可实现重型机械设备的可控软启动。CN102359513B公开了一种水冷式磁流变软启动装置，采用多个主，从动圆筒间隙布置的结构形式，增大了软启动装置的扭转力矩。上述磁流变软启动装置增大扭转力矩主要有两种方式：一方面通过增大励磁线圈的电流，进而增大磁场强度，提高磁流变液的固化强度。增大励磁线圈的电流在一定范围内可以有效地增加扭转力矩，但是当磁流变液达到磁饱和之后，增大励磁线圈的电流则无法继续提高扭转力矩。另一方面，通过增加摩擦片的数量形成多个阻尼腔，从而增大软启动装置最大扭转力矩。但是，增加摩擦片的数量不但使装置更加复杂，难以进行加工和装配，而且操作困难，可靠性得不到保证。而且上述磁流变软启动装置对其启动加速度没有实现有效的控制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种带有控制系统的大功率磁流变恒加速软启动装置，一方面当磁场强度达到磁流变液饱和磁场强度时，增大磁流变液的压力可继续增大其固化强度，极大地提高了软启动装置的最大扭转力矩；另一方面，在圆盘的表面设置径向沟槽，减小了磁流变液固化后的壁面滑移，增大了软启动装置的最大扭转力矩；并通过对励磁电流大小和磁流变液压力的智能控制，进而实现对磁流变液流变特性的控制，并最终实现磁流变液软启动装置的恒加速启动。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带有控制系统的大功率磁流变恒加速软启动装置，分为大功率磁流变软启动装置部分和控制部分；大功率磁流变软启动装置部分包括左导磁外壳、出液/压力测量端口、左轴承端盖、左圆螺母、左圆锥滚子轴承、主动轴、主动圆盘、隔磁环、励磁线圈、密封圈、进液/加压端口、从动圆盘、右导磁外壳、右圆锥滚子轴承、右圆螺母、从动轴和右轴承端盖；左导磁外壳与右导磁外壳通过螺钉扣合固定在一起，左导磁外壳的端部通过螺钉固定带有密封圈的左轴承端盖，主动轴通过一对左圆锥滚子轴承与左导磁外壳相连，左圆螺母将左圆锥滚子轴承压紧固定，主动圆盘通过螺钉固定在主动轴的右端，从动轴通过一对右圆锥滚子轴承固定在右导磁外壳上，右导磁外壳端部通过螺钉固定带有密封圈的右轴承端盖，从动圆盘通过螺钉固定在从动轴的左端，在主动圆盘、从动圆盘与左导磁外壳、右导磁外壳构成的凹槽内依次设有励磁线圈、隔磁环、密封圈，隔磁环上设有注入磁流变液和对磁流变液加压的进液/加压端口以及排出磁流变液和测量磁流变液压力的出液/压力测量端口。

进一步，主动圆盘与制动圆盘间的间隙1.5-2mm。

进一步，主动圆盘与制动圆盘的内表面都具有径向条纹沟槽，减小磁流变液与圆盘的壁面滑移，提高磁流变液固化后的传动能力。

大功率磁流变恒加速软启动装置的控制部分，包括输入端转速传感器、输出端转速及转速加速度传感器、励磁线圈电流传感器、磁流变液压力传感器、数据处理器、扩展数据连接设备、MCU控制器、励磁线圈电流控制器以及液压缸增压控制阀。