[发明专利]径向多层式磁流变离合器

说明书

技术领域

    本发明涉及一种磁流变离合器，尤其是一种利用径向工作间隙、径向多层叠加、可提供大转矩输出、线圈可灵活拆换的径向多层式磁流变离合器。

背景技术

    所谓的离合器，是利用“离”与“合”来传递机械的运动和动力的装置。长期以来，摩擦式离合器是应用得最广，也是历史最久的一类离合器，但其容易发热、易磨损、噪声大。为了提高离合器传动的可靠性以及减轻离合器传动装置的重量，后来出现了磁粉离合器，这类离合器是通过在传动装置的主动件与从动件之间添加磁粉，在不通电时磁粉处于松散状态，主动件与从动件处于“离”状态，在通电时磁粉结合，使主动件与从动件处于“合”状态，从而实现主、从动件之间运动和动力的中断与传递。磁粉离合器的离合力矩可以实现可控，但其力矩保持稳定性较差，并且易于发热、磁粉易老化。

    磁流变液是一种由高磁导率的铁磁颗粒、载液以及添加剂按照一定的体积比例均匀混合而成的悬浮液体，是一种新型智能材料。在零场情况下，磁流变液表现为流动性能良好的液体，其表观粘度很小；在强磁场作用下可在短时间（毫秒级）内表观粘度增加两个数量级以上，并呈现类固体特性；而且这种变化是连续的、可逆的，即去掉磁场后又恢复到原来的状态。由于磁流变液具有良好的可控性和可逆性，在车辆动力传递、减振、制动、软启动、无级变速等方面具有广泛的应用空间。

    磁流变离合器就是在传动装置的主动件与从动件之间添加磁流变液，通过控制外加磁场强度的大小实现离合器的结合、分离状态，甚至可以实现扭矩传递的无级变化控制。它克服了传统离合器易磨损、噪声大、力矩不稳定、控制系统复杂等不足，其结构简单、无机械磨损、噪声小、响应时间短（毫秒级）、能耗低、控制系统简单以及可以实现无级调速等优点。但是，磁流变液的剪切屈服应力不大的问题一直困扰着磁流变液材料和技术的发展，根据现有的磁流变液剪切屈服应力设计的磁流变离合器仅使用单一的环形线圈，因此，传递的转矩较小而体积庞大，无法被广泛使用。在大功率传动方面，比如2013年6月26日公开的中国专利“一种多盘式磁流变液离合器”（申请号：201210269440.8），以及2013年12月18日公开的中国专利“一种盘内冷却式大功率磁流变离合器”（申请号：201310393621.6 ），都是利用轴向间隙中的磁流变液来工作的，导致装置的轴向尺寸很大。

发明内容

    为了克服现有磁流变离合器传递转矩较小、轴向尺寸大、线圈不易拆卸与更换的不足，本发明公开一种利用径向工作间隙、径向多层叠加、可提供大转矩输出、线圈可灵活拆换的径向多层式磁流变离合器。

    本发明为解决上述技术问题的不足而采用的技术方案如下所述。

    所述的径向多层式磁流变离合器，包括输出轴、左盘、外壳、支撑圆盘、转子、磁流变液、线圈、右盘、铝块和输入轴，所述的转子包括转子Ⅰ、转子Ⅱ、转子Ⅲ和转子Ⅳ，所述的线圈包括线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ和线圈Ⅳ，所述的铝块包括铝块Ⅰ、铝块Ⅱ、铝块Ⅲ和铝块Ⅳ，所述的左盘、右盘和设置在左盘与右盘之间的外壳围成一个空腔，所述的输出轴固定连接到左盘的外表面；

      所述的输入轴伸入空腔内的一端通过滚动轴承Ⅰ与左盘转动连接，所述的输入轴的另一端伸出空腔且通过滚动轴承Ⅱ与右盘转动连接，滚动轴承Ⅱ的右侧由轴承端盖定位，轴承端盖经梯形密封圈设置在输入轴上；

      所述的输入轴伸入空腔的部分还有用平键连接的支撑圆盘，支撑圆盘的左端面由输入轴的轴肩定位，支撑圆盘的右端面由输入轴上的挡圈定位，在支撑圆盘的右端面沿径向间隔地固定有转子Ⅰ、转子Ⅲ和与其间插配合设在右盘内表面上的转子Ⅱ、转子Ⅳ，类似地，在支撑圆盘的左端面沿径向间隔地固定有转子Ⅰ、转子Ⅲ和与其间插配合设在左盘内表面上的转子Ⅱ、转子Ⅳ，所述的转子Ⅰ、转子Ⅱ、转子Ⅲ、转子Ⅳ分别沿各自圆周方向均匀地设置相等的偶数个，所述的沿各自圆周方向均匀地设置的多个转子Ⅰ的相邻两两之间、多个转子Ⅱ的相邻两两之间、多个转子Ⅲ的相邻两两之间、多个转子Ⅳ的相邻两两之间分别用铝块Ⅰ、铝块Ⅱ、铝块Ⅲ、铝块Ⅳ连接，所述的转子Ⅰ、转子Ⅱ、转子Ⅲ和转子Ⅳ上还分别绕有线圈Ⅰ、线圈Ⅱ、线圈Ⅲ和线圈Ⅳ；            

      所述的转子Ⅰ与转子Ⅱ、转子Ⅱ与转子Ⅲ、转子Ⅲ与转子Ⅳ以及转子Ⅳ与输入轴、转子Ⅰ与外壳之间设有间隙，间隙中设有磁流变液，磁流变液由输入轴上的密封圈Ⅰ和密封圈Ⅱ密封在空腔里。

    进一步地，所述的转子Ⅰ的截面形状与工字型相似，所述的转子Ⅱ、转子Ⅲ、转子Ⅳ与转子Ⅰ有相似的结构。