[发明专利]形状记忆合金控制的单变双筒式磁流变自动散热装置

说明书

本发明公开了一种形状记忆合金控制的单变双筒式磁流变自动散热装置，包括主动轴、从动壳体和从动轴，在从动圆筒内同轴设有一从动内筒，在主动轴上套设有一传动盘，在从动内筒外侧绕其一周分布有数块弧形的传动轴瓦，在传动盘的左侧设有复位弹簧，所述复位弹簧的外端与一弹簧拉杆相连，该弹簧拉杆的一端与复位弹簧固定连接，另一端穿过条形孔后与传动轴瓦的弯折部分固定连接；在从动内筒上设有弹簧槽，在弹簧槽内设有形状记忆合金弹簧；在从动内筒的中部绕设有励磁线圈；在传动轴瓦与从动外筒之间的间隙内填充有磁流变液。本发明使磁流变液自动散热装置传动性能显著提升，同时保证了较低的空载转矩以及高温时的传动性能能够显著增强。

技术领域

本发明涉及自动散热装置领域，尤其涉及一种形状记忆合金控制的单变双筒式磁流变自动散热装置。

背景技术

磁流变液是一种磁智能材料，其主要由磁性颗粒和基液（通常为硅油）构成，受外加磁场的控制，在无外加磁场时，表现出牛顿流体的性质；加入磁场后，磁流变液的粘度发生几个数量级的变化，表现出Bingham塑性流体的性质；整个变化过程迅速，可逆，操作简便。形状记忆合金(SMA)是新型智能材料，具有一定初始形状的形状记忆合金在一定条件下进行一定程度的变形之后，通过适当地改变温度又会发生逆变形，使材料恢复成初始形状，在形状恢复的过程中，形状记忆合金若受到约束就会产生很大的回复力，可利用其回复力可对外做功。

由于形状记忆合金和磁流变液这类智能材料所具有独特的特性与优异的性能，使其在机械领域中具有广泛的应有前景。如CN103603891A公开的“多片式磁流变液电磁离合器”，它采用多片式结构，利用磁流变液作为介质充满电磁离合器的多个主、从动摩擦片间的间隙，形成多个磁流变液工作环面，间隙磁场强度大，分布合理，传递力矩大。如CN103591234A公开的“基于磁流变液和形状记忆合金的楔形挤压软启动装置”，该装置利用了磁流变液的挤压强化效应，提高了软启动装置的传递功率；同时通过记忆合金协助传递转矩，使软启动装置的传递性能更加可靠。如CN105288876A公开的“一种永磁变长度磁流变液与摩擦复合软着陆装置”，利用永磁体产生磁场激励磁流变液产生磁流变效应，从而控制软着陆装置的制动力矩，同时还利用了弹簧与摩擦盘之间的摩擦力矩进行辅助减速着陆。如CN105650148A公开的“基于磁流变液的车轮初减速制动器”，它通过在制动工作仓内设置磁流变液，并通过电磁线盘对磁流变液施加驱动磁场改变磁流变液粘度，从而使磁流变液对制动轮造成阻力，为高速状态下的制动初始段进行无磨损的制动减速。又如CN102562874A公开的“一种双盘式挤压磁流变制动器”，不仅可通过提高励磁线圈电流来增加扭矩，还可增大电磁铁的电流，从而增大磁流变液在磁场方向产生正应力，极大的提高了制动转矩。又如CN107763109A公开的“一种温控变面磁流变传动装置”，通过形状记忆合金弹簧推动主动盘使磁流变液工作面由一个变为两个，能够传递更大的转矩，并且能够根据实时温度自动调节传递的转矩，并保证了传动过程的稳定性。

研究人员针对磁流变液在传动方面开展了广泛的应用，但磁流变液在传动方面也存在如下缺陷：磁流变液在通常条件下屈服应力较小，不能满足传递大功率动力的需要，通过提高磁流变液中磁性颗粒的体积分数可以显著提升磁流变液的剪切屈服应力，但磁流变液中磁性颗粒的体积分数过高会导致传动装置空载转矩较大，并且在磁场作用下转矩可控范围将会变小，因此如何提高磁流变液制动器制动性能以及降低空载转矩是目前磁流变传动亟待解决的问题；磁流变液随环境温度的升高性能会下降，不能满足在不同温度环境下的工作需求，而形状记忆合金的形状记忆效应可以用于弥补磁流变液在传动方面存在的缺陷，虽然研究人员对形状记忆合金和磁流变液在传动工程领域的单独应用作了大量研究，但是对于形状记忆合金和磁流变液在传动装置中的联合应用，特别在利用线圈发热激发形状记忆合金的形状记忆效应发明的研究还很少。

发明内容