威利斯·温斯洛在1947年发现了在电场作用下的流变理论。他发现了一种黏度和由黏度产生的流体阻力可以变化的流体,而这种变化是很容易控制的,毫无疑问,他发现的就是电流变液。雅各布·拉比诺在1951年发布了一项磁流变液专利,磁流变液由此诞生[2]。磁流变液主要由铁磁性固体颗粒和不导磁的载液组成。63527
目前生产磁流变液比较成熟的公司主要有两个:
(1)美国的Lord公司:Lord公司在生产磁流变液及其相关器件方面具有很丰 富的经验,其生产的磁流变液具有良好的口碑。
(2)英国的流体研究中心(Liquids Research):该中心研究磁流变液多年,而 且目前跟德国的巴斯夫公司(BASF)合作,在化学工程和电磁产品领域处于世界领先水平。
虽然磁流变液在19世纪50年代就已经问世,但是磁流变液却是在近十几年内发展最迅速,而且将其用于商业用途也是在近十年内。在最近十几年,磁流变液备受关注,现在已设计出多种工业产品。
Lord公司开发的MRB-2107-3型磁流变制动器,如图1.1所示,其内部结构如图1.2所示,采用圆筒式结构,直径96.6mm,最大制动扭矩5.6N·m,可利用该款磁流变制动器开发轻便的健身设备。美国的Nautilus公司也开发了一款小型的磁流变制动器,其主要应用于自行车上。
这两款制动器的工作原理类似,都是通过磁流变为媒介,制动部件和运动部件间隙中填充磁流变液体,通过线圈产生的磁场作用于磁流变液中的磁性颗粒,使磁流变液体带磁并与工作面之间形成瞬时的摩擦力产生制动功能[3]。其产生的力矩控制范围宽,控制精度高,能较好地控制传动转矩。但是由于设备体积小,因此产生的力矩大小有限。
图1.1 MRB-2107-3型磁流变制动器 图1.2 MRB-2107-3内部结构图
欧洲专利EP0882904A1,Magnetorheological Fluid Fan Clutch(磁流变扇形离合器),公布了一种磁流变单盘式离合器,它引入磁流变液作为动力传递媒介,通过电磁线圈产生的磁场改变其流变特性,从而控制传递的扭矩和传动比,由于是单盘式的,所以该离合器传递的扭矩相对较小。
磁流变变矩器
如图1.4所示,中国专利CN1648483A,磁流变软启动装置,公布了一种多盘式磁流变传动装置,它改善了盘式磁流变传动装置的磁流变液的冷却状况,从而有效地延长设备的使用寿命。
磁流变软启动装置
如图1.5所示,美国专利US6371267B1,Liquid Cooled Magnetorheological Fluid Clutch For Automotive Transmissions(液冷式汽车离合器)改善了杯式磁流变传动系统的冷却状况,有效延长设备的使用寿命。论文网
液冷式汽车离合器
美国人Ginder对磁流变液在磁场作用下时剪切屈服应力的变化进行了研究分析;加州大学Liu等人对磁流变液的相变作了进一步研究;并将相变分为三个阶段;宁波衫工有限公司经过长时间的研究开发,在市场上推出了性能优良的磁流变液[4][5]。大量的研究结果显示:外加磁场强度对磁流变效应具有决定性的作用,同时磁性颗粒的直径和体积分数也会对其产生影响[4][5]。由于磁流变液优良的动力学特性受到了越来越广泛的关注。
目前国内对磁流变液的研究在近几年取得了非常大的进展,国内的各大高校和科研院所对磁流变液也展开了很深入的研究,较早从事这方面研究的单位主要有:中国科技大学,中国科学院,华侨大学,重庆大学,复旦大学,西北工业大学,哈尔滨工业大学等,但是目前国内的磁流变液的研究水平跟国外还存在着差距,磁流变液的稳定性和剪切应力不如国外的同类产品,产品实际应用方面几乎处于空白状态。 磁流变液国内外研究现状概况:http://www.youerw.com/yanjiu/lunwen_70068.html