[发明专利]一种应用于液压元件的液磁矢量支撑

说明书

本发明提供了一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，属于液压元件中的摩擦副偶件领域。本发明一种应用于液压元件的液磁矢量支撑通过调节轴向磁力单元和径向磁力单元的磁力大小进一步对高压液膜厚度进行闭环控制，可避免摩擦副出现磨损，同时最大程度减小油液泄漏，提高液压元件的效率和使用寿命。在摩擦副运动偶件侧面安装铁芯，正对位置处设有径向磁力单元，其两侧对称布置轴向磁力单元，共同构成磁力单元组，在径向摩擦副静止偶件和轴向摩擦副静止偶件上分别安装径向位移传感器和轴向位移传感器用于监测高压液膜的厚度，高压液膜厚度的变化信息反馈到径向磁力单元和轴向磁力单元并对其产生的磁场进行削弱或加强，保持高压液膜厚度在理想范围内。

技术领域

本发明涉及一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，属液压元件中的摩擦副偶件领域。

背景技术

摩擦副是液压元件中的关键部位，通常由静止部件和具有确定运动规律的运动部件构成，摩擦副间高压液膜具有一定的承载和密封作用。根据其工作原理，运动部件通常受到轴向或径向动态载荷，由于高压液膜刚度有限，摩擦副偶件之间需要提供额外支撑力矩和支撑力，从而导致摩擦副表面磨损，这种现象在应用低粘度介质的液压元件更为严重。

由此可见，现有的液压元件摩擦副偶件难免出现磨损，导致一定程度的功率损失，对整体传动件的性能造成了严重影响，亟需对偶件之间高压液膜加以进一步改进（对液膜刚度进行加强）。提出一种新的应用于液压元件的支撑，提升高压液膜的支撑能力，减小液压元件的功率损失，是当前重要研究方向之一。

研究表明，永磁单元无法实现支撑对象的稳定悬浮，必须在其他自由度提供控制力如电磁力，根据悬浮件的位置变化不断地调节磁力单元的磁场来达到稳定状态。但电磁铁的磁力全部由安匝数决定，能耗较大，支撑力若全部由电磁单元提供，会对磁体饱和磁感应强度带来更高的要求，大大的增加了安匝数，这在一定程度上提高了磁支撑结构的整体体积。

发明内容

本发明的目的是为了解决液压元件中摩擦副的磨损问题，进而提供一种应用于液压元件的液磁矢量支撑 。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，所述应用于液压元件的液-磁矢量支撑包括径向磁力单元、摩擦副运动偶件、铁芯、轴向磁力单元、壳体、隔磁材料、径向摩擦副静止偶件、径向位移传感器、轴向位移传感器、轴向摩擦副静止偶件和高压液膜，轴向磁力单元包括轴向磁力单元a和轴向磁力单元b，高压液膜包括高压液膜a和高压液膜b，摩擦副运动偶件与径向摩擦副静止偶件和轴向摩擦副偶件之间存在高压液膜，摩擦副运动偶件上安装有铁芯，铁芯正对位置处设有径向磁力单元，径向磁力单元两侧对称设有轴向磁力单元a和轴向磁力单元b，轴向磁力单元a和轴向磁力单元b与壳体之间安装有隔磁材料，铁芯和摩擦副运动偶件之间安装有隔磁材料，隔磁材料的起始位置应处于轴向磁力单元a边缘的前端且终止位置应处于轴向磁力单元b边缘的末端，径向摩擦副静止偶件上安装有径向位移传感器，轴向摩擦副静止偶件上安装有轴向位移传感器。

本发明一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，所述轴向磁力单元a与铁芯之间初始间隙和轴向磁力单元b与铁芯之间的初始间隙相同。

本发明一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，所述轴向磁力单元提供的z轴方向的磁力和其他施加在摩擦副运动偶件上的压紧力共同抵消高压液膜b压力，实现z轴方向上的力平衡；径向磁力单元在xy平面上产生的径向磁力抵消高压液膜a的压力，实现在x和y轴方向的力平衡。

本发明一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，所述隔磁材料采用铝材制成。

本发明一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，所述铁芯采用硅钢片叠压而成。

本发明一种应用于液压元件的液磁矢量支撑，磁力支撑结构为组合式设计，具体包括径向磁力单元、轴向磁力单元、铁芯和隔磁材料，沿z轴串联在一起并与壳体相连，可根据实际液压元件中摩擦副偶件之间径向或轴向的相对运动关系对磁力单元进行搭配组合。