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磁流变液联轴器的工作模式分析

2021-03-02 15:38:20

磁流变液联轴器的工作模式分析

磁流变液的工作模式主要有三种基本的形式:流动模式、剪切模式和挤压模式。在流动模式下,磁流变液被限制在磁及之间,在压力差作用下产生流动,而流动阻力则通过外场强度来控制。在剪切模式下,两及间有相对运动(移动或转动),这种运动使MRF处于剪切状态,通过改变外磁场可连续改变切应力。在全部对中的理想状态下,磁流变液一般工作在剪切模式下。在挤压模式下,两及在与外场几乎平行的方向上移动,MRF处于交替拉伸、压缩状态,并发生剪切。当磁流变液联轴器的内外转筒之间发生不对中时,同时由于内外转筒之间存在确定的转速差,这就导致了磁流变液联轴器内外转筒的工作间隙在旋转的过程中不断发生 改变并挤压磁流变液,使磁流变液工作在挤压模式下。故磁流变液联轴器在实际工作过程中在做剪切运动的同时也做挤压运动,而且挤压运动的强度随着不对中程度的变大而变强。

2磁流变液联轴器的模型分析

2.1模型假设

(1)认为磁流变液为不可压缩的;

(2)磁流变液的流动为定常流动;

(3)磁流变液的流动仅仅发生在切向,轴向与径向没有流动;

(4)磁流变液在切向的流动是各自独立的并不影响其轴向相邻区域内液体的流动;

(5)磁流变液与外转筒和内转筒的接触为全部接触,在运动过程中不会脱离;

(6)忽略磁流变液的重力和摩擦的影响;

(7)磁场强度在效果优良工作间隙内是均匀分布的且相等;

(8)磁流变液联轴器工作区间隙与其转筒半径相比可认为是以质为本小。

从磁流变液的流动特性出发,推导了磁流变液联轴器当内外转筒不对中时传递扭矩的理论公式,通过数值分析的方法研究了不对中对磁流变液压力分布、转筒受力及工作扭矩的影响,得出如下结论:

(1)当磁流变液联轴器内外圆筒不对中时,磁流变液工作模式是剪切和挤压模式并存,不对中程度越大,挤压运动越激烈;

(2)不对中只对磁流变液联轴器的粘性力矩产生确定的影响,而对磁致扭矩并没有实质性的影响,而且粘性力矩随着偏移量和倾斜角度的变大而减小;

(3)当磁流变液联轴器不对中时,磁流变液内部存在周期变化的附加压力,在进行强度和密封设计时应充分考虑这些因素;

(4)由于不对中对磁流变液联轴器的工作扭矩并没有实质性的影响,这样就可以适当降低磁流变液联轴内外转筒的加工精度及安装精度。