文档介绍：武汉科技大学
硕士学位论文
筒式磁流变液联轴器的设计与实验研究
姓名:李名杰
申请学位级别:硕士
专业:机械电子工程
指导教师:吕勇
20100510
武汉科技大学硕士学位论文摘要第磁流变液,是近年来新兴的智能材料,因其独特的磁流变效应、良好的性能、广阔的应用前景,被认为是材料科学领域最具有发展潜力的新型智能材料之一。本研究的目的是将磁流变液试图应用于冲击减震和离合控制的重载传动场合,这意味着作为扭矩传递的ǘ爸闷渑ぞ乇匦胩岣叩揭桓鲂碌氖考叮坏要高性能高品质的磁流变液,而且需要对传动装置的结构、外加电源、输入动力参数等进行详细设计。本文首先介绍了磁流变液及器件的研究现状和发展情况,根据磁流变液的流变学机理推导了在剪切模式下工作的磁流变液联轴器韵露技虺莆狹睦砺凵杓乒剑肞/虯计算机建模和仿真软件,在理论上详细分析了慕峁购凸ぷ髟恚⒔。本研究主要包括以下内容:帕鞅湟杭捌淦骷睦砺酆陀τ醚芯肯肿匆约胺⒄骨榭觯隽舜帕鞅浯ǘ际的重要性和可行性,明确了本设计和研究的任务和内容;荽帕鞅湟旱娜止ぷ髂J剑频剂思羟心J较屡淌健⑼彩酱帕鞅湟毫V崞鞯理论设计公式,确定采用能够传递更大扭矩的筒式魑W钪盏慕峁狗桨福訫的结构、磁流变液的工作间隙、磁线圈、密封等进行了设计,并最终制作了实验样机。肁有限元工具对磁流变液的工作区磁场进行了分析,求得了平均磁场强度,分析得出了磁场强度与电流之间的关系。揽克峁┑氖笛槠教ǎ訫的工作性能进行了实验研究,得出了传递的扭矩趋近于确定极限值等一系列关键结论。关键词:磁流变液;联轴器;扭矩传递;筒式结构
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扔:/:扔。量殇嬲弼嬲弼彩嬲嘲一一雳/武汉科技大学硕士学位论文第一章绪论一第本设计的背景和意义在冶金设备等重型机械的传动系统中,普遍存在着较大的尖峰载荷,尖峰载荷往往导致传动装置超载,继而引起零部件的失效,造成设备事故,引起经济损失甚至人员伤亡。某热轧带钢厂板坯加热炉前输送辊道的传动系统原采用凸缘式刚性联轴器缤.,钢坯在运行过程中头部撞击到辊道的瞬间,辊道传动系统受到巨大的冲击扭振,超过了辊道传动系统的承载能力,从而造成减速器等零部件损坏【俊】。因此,本设计旨在设计出一种基于磁流变液的新概念联轴器,以取代传统的刚性联轴器。磁流变液,以下简称是一种新型智能材料,依靠磁场来改变液体的状态。无磁场作用时,流变特性与普通牛顿流体类似,有磁场作用在液体上时,液体的黏度在几个毫秒内增加若干个数量级,表现为半固体或是固体状态,这种变化是连续而且可逆向。利用匦裕梢灾圃斐鼋峁辜虻ァ⑾煊λ俣瓤臁⒌骺胤奖的联轴器、离合器、制动器等滦痛ǘ骷磁流变液技术目前在很多实际工程领域得到应用,,但是纵观国内外相关研究领域,磁流变液器件用于旋转器件的应用很少,用于撞击减振的应用同样较少,用于旋转器件撞击减震的应用可谓少上加少。本课题中,我们研究的恰恰是拟应用于钢铁厂的圆筒式旋转磁流变液联轴器的扭转振动控制。磁流变液器件在国内外尚未见到应用于钢铁厂中,将磁流变液应用于有冲击减震和离合控制的重载传动,意味着作为扭矩传递的传动装置其扭矩必须提高到一个新的数量级,同时将对出更高的要求,不但需要高性能高品质的磁流变液,同时也要求对传动装置的结构进行更精密的设计。!!猐纩弼灰患矗籪磁流变液的研究与发展磁流变液的研究是在电流变液,【基础上发展起来的,一般认为兰甏┢诜⑾至说缌鞅湎窒螅颜庵窒窒蠼馐臀S傻场诱发的固体颗粒相互作用所构成的链状结构阻碍了剪切流动。同时他也提到了与电流变现象相类似的磁流变液现象。最早关于磁流变液的研究工作始于。它是将微米///图钢坯输送辊传动示意图编琵氇船黜也出娩出船毖础施施曩如滋\、\一籣乜妒
谴判栽匾盒蚆米磁性颗粒谴判栽匾盒蚆纺擅状判钥帕武汉科技大学硕士学位论文判栽匾盒鸵籑非磁性颗粒判栽匾盒蚆判钥帕第尺寸的磁极化颗粒分散于非磁性液体笪镉汀⒐栌偷中形成的悬浮液。最初,对和难芯恐校嗣侵饕V匦脑贓上,于是⒄寡杆伲婧蟾髦植煌牡缌变一起器件相继出现,然而此时牧弦恢蓖V筒磺啊5窃兰鸵院螅琈的剪切应力比撸鳨电压较高,安全性不好,相对哂辛己玫亩ρ稳定性和温度稳定性,因此在随后的研究中,人们配制出了屈服应力能达到以上的畲腗。因此近年来,人们的研究重心主要在磁流变液上。目前,国内外对磁流变液的研究主要集中在三个方面:的性能、化学成分、制造工艺研究鞅溲⒐刍砗捅竟沽ρЮ砺勰P脱芯技术的工程应用研究男阅堋⒒С煞帧⒅圃旃ひ昭芯闹饕W槌煞治H泶判钥帕!⒛敢阂约吧倭刻砑蛹粒庑┨砑蛹镣ǔNA朔乐磁性颗粒沉降或是保持更好的稳定性和可靠性。根据组成和性能的不同