[发明专利]一种磁流变液特性测试仪

说明书

本发明公开了一种磁流变液特性测试仪，包括机架装置、传动装置、提升装置、剪切装置以及控制测量装置，通过主电机提供旋转需要的扭矩和转速，直接连接的动态扭矩传感器；上剪切圆盘将剪切屈服应力通过上磁芯传递给扭矩传感器；提升装置主要是由提升电机和滚珠丝杆组成，其下端的丝杆螺母与传动部分中的电气支架相连接；剪切装置是由磁路、线圈、加热装置以及隔磁密封部件组成。其优点在于结构简单、操作方便、安全性高、功能齐全，测量范围较宽；采用梯形磁路结构，磁路稳定均匀；采用电机提升控制方案，实现自动控制检测；采用多输入加热方式，温度可调可控；采用沙浴加热方式，稳定可靠，可控温度高。

技术领域

本发明涉及一种磁流变液特性测试仪，属于磁流变液研究设备技术领域。

背景技术

磁流变液是由微米或者纳米级的磁性颗粒分散在特定液体中形成的一种悬浊液，其主要构成包括磁性颗粒、载液以及各种添加剂。磁流变液主要的工作原理是：在无磁场的作用时，磁流变液的磁性颗粒进行无规则的布朗运动；在施加磁场后磁流变液中的磁性颗粒沿着磁场方向进行聚集成链，整体呈表现非牛顿流体特性的半固体状态；磁场撤离后磁流变液恢复呈牛顿流体特性的悬浊液状态。这种液体转变为半固体再到半固体转变为液体的过程是可控的、可逆的并且在控制过程中能耗很小，适用的温度范围较宽，对环境无污染。

针对目前市场上商用的屈服应力测试仪主要是国外的产品且价格昂贵，国内对于磁流变液屈服应力测试没有一个标准的方法，缺乏系统性，测试不全面，阻碍了磁流变液的进一步研究和磁流变产品的商业化；目前公知的磁流变液特性测试仪受线圈限制，旋转半径较小，因此造成磁流变液的剪切应变率受到限制，无法完成高剪切速率下的测试，且动力部件与剪切部件之间的传动件较多，容易造成传动误差，无法保证测量精度的可靠性；磁流变液测量仪现有的加热方式加热过程缓慢，剪切装置内磁流变液导热不均匀，造成测量结果出现偏差。

发明内容

针对现有技术的不足，现提供一种磁流变液特性测试仪，结构简单、操作方便、测量范围较宽，中间传动件的传动误差小，测量精度高；磁路稳定、磁流变液受热均匀，测量结果可靠。

为实现上述目的，本发明一种磁流变液特性测试仪，包括剪切装置、机架装置、传动装置、提升装置、以及控制测量装置；

剪切装置包括磁路装置和磁流变液，其中磁路装置包括由磁路底板、磁路外壁和磁路上板组成的外壳，设置在外壳内的上磁芯和下磁芯，磁芯的外周设有隔磁环，隔磁环的上端安装有线圈安装支架，线圈套在上磁芯外并置于线圈安装支架上，所述上磁芯的下端具有圆孔腔，腔内设有中导向柱，中导向柱上开有竖直通槽，磁流变液分布在上磁芯和下磁芯之间的缝隙内；

机架装置包括福马轮、支撑底板、法兰轴承、导柱以及支撑顶板，导柱固定在支撑底板和支撑顶板之间，法兰轴承安装在支撑底板上并套装在导柱外；

传动装置包括主电机、扭矩传感器、组合轴承、中间传动轴、法兰盘和连接盘，主电机的输出轴通过联轴器与扭矩传感器相连，扭矩传感器与中间传动轴的上端通过键相连，中间传动轴穿过连接盘并与连接盘通过键相连，中间传动轴的下端与剪切装置中的上磁芯相连；所述主电机固定在主电机支撑板上，扭矩传感器固定在扭矩传感器支撑板上，主电机支撑板和扭矩传感器支撑板分别通过法兰轴承套装在导柱外，且两个支撑板之间通过连接柱支撑限位，所述法兰盘安装在扭矩传感器支撑板的下端，法兰盘与中间传动轴之间通过组合轴承相连；

提升装置包括固定在支撑顶板上端的提升电机以及丝杠螺母，提升电机的输出轴通过联轴器与丝杠相连，与丝杠相互配合的螺母安装在主电机支撑板上；

控制测量装置包括电机控制系统、磁场测试系统以及扭矩转速测试系统。