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磁流变液联轴器的磁路设计及性能

2021-03-04 15:35:55

永磁型磁流变液联轴器的磁路设计及性能研究

磁流变液是近年来开发的一种新型智能材料。在无磁场作用的状况下磁流变液表现为一般牛顿流体的流动特性,但在相对强度的外加磁场作用下其流变特性会发生剧变,表观粘度在瞬间增加几个数量级,成类似固体的力学特性。利用磁流变液的这种特性,研制开发出了各种磁流变液器件,主要涉及阻尼器和制动器两方面。目前的磁流变液器件主要是电流励磁,通过改变电流的大小来调节工作区磁流变液剪切应力。针对 种采用永磁体提供磁源的新型磁流变液联轴器,通过探讨该新型联轴器的传动性能与相关设计参数之间的关系

在对模型进行磁场分析前,需要做以下假设:①联轴器的磁场分布是一个非线性的三维问题,考虑到力矩的传递主要受特定磁场条件下工作间隙中磁流变液提供的剪切应力的影响,工作间隙尺寸(0.6~2.0mm)远小于其轴向尺寸,因此可以忽略端部效应的影响,把磁场分布的三维问题转化为二维问题进行处理。②在模型结构的横截面上,各种因素是周期变化的,周期数等于外磁体和内磁体的对数(及数)。③主动转子和从动转子均为导磁体,且足够厚,在这两处不发生磁饱和

随着工作间隙的变大,联轴器所能稳定传递的较大转矩减小。为了提高联轴器稳定传递的较大转矩和减小振动,应尽量减小间隙的宽度;然而间隙大小受诸多因数影响,例如磁流变液的性能、磁级数量、装配时的同轴度等。为了既确保磁流变液联轴器的制造成本,同时确保其性能,工作区间隙可以适当选择在1.2mm左右。

将永磁型磁流变液联轴器的磁场由三维简化为二维,利用有限元软件对永磁型磁流变液联轴器的磁场分布进行模拟,并研究了不同工作间隙对磁场分布及磁流变液剪切应力的影响,推导出永磁型磁流变液联轴器传递的及限力矩与相关设计参数的关系。对永磁型磁流变液联轴器的设计具有重要意义。