專利名稱：磁力制動器的制作方法
專利說明
一、技術(shù)領(lǐng)域本實用新型是一種用于制動器領(lǐng)域的磁力制動器。
二背景技術(shù)：
在機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域中，制動器是一種非常重要的部件，它可以有效的起到使機(jī)器及時按要求停止或緩速的作用。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)展，作為非接觸形的制動器，目前也越來越受到人們的重視了，以汽車領(lǐng)域為例，比較典型的非接觸型制動機(jī)構(gòu)目前主要是用于緩速器機(jī)構(gòu)，大致有電渦流緩速器、液力緩速器和永久磁鐵式緩速器等(見由化學(xué)工業(yè)出版社2005年出版的《汽車輔助制動裝置》一書)。這些緩速器的成功使用提高了汽車的使用性能，起到了積極的作用。但是，這些緩速器機(jī)構(gòu)同時也存在著一定的問題，例如，電渦流緩速器結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，工作時需要消耗一定的電能，對汽車的供電量要求比較大，同時由于其定子本身發(fā)熱和受轉(zhuǎn)子溫升的影響，其制動能力和使用時間都會受到一定的影響。另外，它本身體積及質(zhì)量都較大，這與現(xiàn)代汽車設(shè)計中盡量減輕汽車整備質(zhì)量的要求也是相違背的。液力緩速器也存在機(jī)構(gòu)復(fù)雜、體積和質(zhì)量較大的問題，同時它的制動響應(yīng)也比較慢，而且制動力受車速的影響比較大。而采用永久磁鐵式緩速器可以在一定程度上消除和減小上述兩種緩速器的缺點，與其它緩速器相比，其優(yōu)點是可在一定程度上實現(xiàn)小型化、輕量化，另外，它還具有幾乎不消耗電力、連續(xù)使用也不會過熱、能持續(xù)不斷的保持其制動力的穩(wěn)定，且傳動軸轉(zhuǎn)速越高制動力越大等優(yōu)點。但是，這種緩速器有存在著一定的問題，例如受到自身結(jié)構(gòu)的限制，其體積相對而言還是有些大，而就體積而言其扭矩容量還是不理想，另外，由于其制動方式是在給定制動扭矩的條件下通過工作開關(guān)的裝置來實現(xiàn)的，所以無法實現(xiàn)制動扭矩的連續(xù)變化，這樣，就使得這種制動機(jī)構(gòu)在應(yīng)用范圍上受到了一定的限制。例如，這種機(jī)構(gòu)是無法應(yīng)用在汽車車輪的制動系統(tǒng)中的。
三、實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種適用范圍相對較廣、體積相對較小、扭矩容量可以在一定條件下連續(xù)變化的且結(jié)構(gòu)比較簡單的磁力制動器的原理性技術(shù)方案。
本實用新型是這樣實現(xiàn)的在方案中具有液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)軸10，其特征在于在與動力源聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸10上同軸固定安裝了一個在外圓上沿徑向制有的多個凹槽或盲孔中固定裝有定磁鐵13的圓柱形聯(lián)接套12，在聯(lián)接套15的外圓上與各定磁鐵13對應(yīng)的位置的上方沿徑向間隙對應(yīng)裝有直接或間接通過機(jī)架25約束并通過傳統(tǒng)的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)沿徑向驅(qū)動的且靠近定磁鐵13的一端的極性與定磁鐵13極性相同的動磁鐵14。各磁鐵除相互對應(yīng)的工作部位外其它部位的外圍可分別套裝在用非磁性材料制成的外形與各磁鐵外形對應(yīng)的磁鐵外套中，定磁鐵13與動磁鐵14可以沿軸向排列多組，且每組磁鐵中定、定磁鐵的數(shù)量也可以是不相等的，且沿系統(tǒng)的徑向截面可以對應(yīng)排列或交叉排列，動磁鐵14與定磁鐵13沿機(jī)構(gòu)徑向的形狀可以是矩形或階梯矩形或圓柱形或階梯圓柱形，二者相對的工作表面可以是對應(yīng)的曲面或平面或相互間對應(yīng)制有凸起與凹進(jìn)部分的對應(yīng)表面。相對與各動磁鐵14而言，直接或間接通過機(jī)架25約束的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)可以是直接或間接固定在機(jī)架25上的分別獨立的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)，也可以是復(fù)合為一體的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)。聯(lián)結(jié)套12可以制成中間制有通孔的階梯圓柱形結(jié)構(gòu)，并通過鍵11與擋圈24固定在轉(zhuǎn)軸10上，各定磁鐵13可以通過內(nèi)腔形狀與其外形對應(yīng)的壓快8及螺釘9分別固定在聯(lián)結(jié)套12上，液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)中沿徑向裝在各動磁鐵14上方的其上裝有密封圈6的活塞16可以分別安裝在一個整體的且中間沿軸向制有的通孔與聯(lián)結(jié)套12外圓作間隙配合的階梯圓柱形缸體15的外圓上沿徑向與動磁鐵14對應(yīng)位置上制有的缸孔孔段部位中，在缸體15的外圓上套裝有內(nèi)孔與缸體15的外圓有給定徑向間隔的其外圓上裝有傳統(tǒng)進(jìn)、排油或氣機(jī)構(gòu)的圓環(huán)形缸套18，缸體15與缸套18的左端分別通過螺釘2與螺釘5將二者與階梯圓盤形的左缸蓋17固定聯(lián)接在一起，且三者對應(yīng)的平面位置處分別裝有密封墊3與密封墊4，且左缸蓋17通過螺釘1與機(jī)架25聯(lián)接在一起，缸體15與缸套18的右端分別通過螺釘19與螺釘22將二者與階梯圓盤形的右缸蓋23固定聯(lián)接在一起，且三者對應(yīng)的平面位置處分別裝有密封墊20與密封墊21，可以在各動磁鐵14與缸體15之間，沿徑向裝有對動磁鐵14的作用方向與活塞16對動磁鐵14的作用方向相反的復(fù)位彈簧7。具體工作時，定磁鐵13是隨轉(zhuǎn)軸10一起轉(zhuǎn)動的，當(dāng)需要對轉(zhuǎn)軸10制動時，啟動液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)，這時，在活塞16的作用下，動磁鐵14開始沿徑向向內(nèi)運動，其內(nèi)端部將逐步靠近定磁鐵13的外端部。這時，由于二者相鄰部位磁極的極性是相同的，所以必然會產(chǎn)生一個相互排斥的力的作用，而由這個相互排斥力所導(dǎo)致的沿轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動方向的切向分力，就會起到阻止轉(zhuǎn)軸10轉(zhuǎn)動的作用，從而達(dá)到制動的目的?？梢钥闯?，由于這種制動力的大小與各磁鐵的磁場強(qiáng)度及液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)對動磁鐵14的作用力有關(guān)，所以，當(dāng)各磁鐵的磁場強(qiáng)度足夠強(qiáng)時，就可以達(dá)到其制動力隨著液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)對動磁鐵14的作用力的變化而變化的目的。這就是說，這種制動系統(tǒng)的制動力的大小是可以在非接觸的條件下連續(xù)變化的。
由于本實用新型具有具有體積相對較小、結(jié)構(gòu)比較簡單，而且其制動力的大小是可以在非接觸的條件下連續(xù)變化的，所以對各種機(jī)械設(shè)備的制動機(jī)構(gòu)或緩速機(jī)構(gòu)均較適用等特點。例如，當(dāng)用于汽車領(lǐng)域時，由于是成對磁鐵間相互作用的原因，所以其總的體積相對就較小，因此可以方便的作為汽車的制動器或緩速器使用。所以說，本實用新型實施后，預(yù)計可以收到比較積極的效果。
本實用新型有3個附圖，

圖1是磁力制動器的基本原理示意圖，圖2是圖1的A-A剖視圖，圖3是磁力制動器磁鐵的分布結(jié)構(gòu)參考示意圖。在各圖中1、螺釘，2、螺釘，3、密封墊，4、密封墊，5、螺釘，6、密封圈，7、復(fù)位彈簧，8、壓塊，9、螺釘，10、轉(zhuǎn)軸，11、鍵，12、聯(lián)結(jié)套，13定磁鐵，14、動磁鐵，15、缸體，16、活塞，17、左缸蓋，18、缸套，19、螺釘，20、密封墊，21、密封墊，22、螺釘，23、右缸蓋，24、擋圈，25、機(jī)架。
五具體實施方式
下面，結(jié)合說明書附圖對本實用新型提出的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明在圖1與圖2中可以看到，方案中具有液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)軸10，其特征在于在與動力源聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸10上同軸固定安裝了一個在外圓上沿徑向制有的多個凹槽或盲孔中固定裝有定磁鐵13的圓柱形聯(lián)接套12，在聯(lián)接套15的外圓上與各定磁鐵13對應(yīng)的位置的上方沿徑向間隙對應(yīng)裝有直接或間接通過機(jī)架25約束并通過傳統(tǒng)的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)沿徑向驅(qū)動的且靠近定磁鐵13的一端的極性與定磁鐵13極性相同的動磁鐵14。
具體設(shè)計時，各磁鐵除相互對應(yīng)的工作部位外其它部位的外圍可分別套裝在用非磁性材料制成的外形與各磁鐵外形對應(yīng)的磁鐵外套中，這樣做的目的是當(dāng)與各磁鐵接觸的零、部件采用如鋼等鐵磁性材料制成時，由于磁鐵對其的吸引作用，就會產(chǎn)生較大的相互摩擦力，另外，這些零部件被磁化后，也會造成一定的不利情況，所以用非磁性材料將它們隔開是有利的。定磁鐵13與動磁鐵14可以沿軸向排列多組，且每組磁鐵中定、定磁鐵的數(shù)量也可以是不相等的，且沿系統(tǒng)的徑向截面可以對應(yīng)排列或交叉排列，動磁鐵14與定磁鐵13沿機(jī)構(gòu)徑向的形狀可以是矩形或階梯矩形或圓柱形或階梯圓柱形，二者相對的工作表面可以是對應(yīng)的曲面或平面或相互間對應(yīng)制有凸起與凹進(jìn)部分的對應(yīng)表面。這個問題在后面還要進(jìn)一步說明。
相對與各動磁鐵14而言，直接或間接通過機(jī)架25約束的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)可以是直接或間接固定在機(jī)架25上的分別獨立的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)，也可以是復(fù)合為一體的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)。一般情況下，將液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)形式往往是比較方便的，這樣可以比較充分的減少機(jī)構(gòu)的總體積。
聯(lián)結(jié)套12可以制成中間制有通孔的階梯圓柱形結(jié)構(gòu)，并通過鍵11與擋圈24固定在轉(zhuǎn)軸10上，各定磁鐵13可以通過內(nèi)腔形狀與其外形對應(yīng)的壓快8及螺釘9分別固定在聯(lián)結(jié)套12上。當(dāng)然，傳統(tǒng)的固定的方法是很多的，例如也可以通過熱合的方法將定磁鐵13固定在聯(lián)結(jié)套12上，或通過由聯(lián)結(jié)套12的一端沿軸向制成的通槽將定磁鐵13裝入后再從端面緊固的方法等。液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)中沿徑向裝在各動磁鐵14上方的其上裝有密封圈6的活塞16可以分別安裝在一個整體的且中間沿軸向制有的通孔與聯(lián)結(jié)套12外圓作間隙配合的階梯圓柱形缸體15的外圓上沿徑向與動磁鐵14對應(yīng)位置上制有的缸孔孔段部位中，在缸體15的外圓上套裝有內(nèi)孔與缸體15的外圓有給定徑向間隔的其外圓上裝有傳統(tǒng)進(jìn)、排油或氣機(jī)構(gòu)的圓環(huán)形缸套18，缸體15與缸套18的左端分別通過螺釘2與螺釘5將二者與階梯圓盤形的左缸蓋17固定聯(lián)接在一起，且三者對應(yīng)的平面位置處分別裝有密封墊3與密封墊4，且左缸蓋17通過螺釘1與機(jī)架25聯(lián)接在一起，缸體15與缸套18的右端分別通過螺釘19與螺釘22將二者與階梯圓盤形的右缸蓋23固定聯(lián)接在一起，且三者對應(yīng)的平面位置處分別裝有密封墊20與密封墊21，可以在各動磁鐵14與缸體15之間，沿徑向裝有對動磁鐵14的作用方向與活塞16對動磁鐵14的作用方向相反的復(fù)位彈簧7。另外，可在活塞16的上端，沿軸向制有一個凸起的部分，這樣做的目的是由于當(dāng)壓力消除后活塞將會在復(fù)位彈簧7的作用下向相反的方向運動，這是活塞16上的凸起部分的上端就可以頂?shù)礁滋?8的內(nèi)圓上，起到限制活塞16脫出的限位作用。
下面，結(jié)合附圖3來進(jìn)進(jìn)一步說明一下關(guān)于磁鐵的排列方式問題，在圖3中可以看到，在軸截面上，當(dāng)動定磁鐵數(shù)量相等時，由于是同極相對，所以當(dāng)負(fù)載產(chǎn)生的阻力矩相對較大而動磁鐵14與定磁鐵13沿旋轉(zhuǎn)方向作相對運動時，就會使系統(tǒng)產(chǎn)生一個比較大的振動，但是，當(dāng)動磁鐵14與定磁鐵13的數(shù)量不相等且匹配合理時，這種振動是可以消除的，其具體的做法是使當(dāng)一部分動磁鐵14與定磁鐵13處于兩對應(yīng)極面沿徑向重合時，其它各組磁鐵的相對位置有的處于邊緣剛剛開始到達(dá)接觸位置，有的已經(jīng)部分進(jìn)入接觸位置，有的已經(jīng)跨過了接觸位置，這樣一來，當(dāng)位置重合的磁鐵組中的磁鐵相互錯過時，所產(chǎn)生的沖擊斥力就會被其它各組磁鐵緩解，從而達(dá)到了減輕振動的目的。所以說，如果各組磁鐵匹配得當(dāng)，再加上液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)本身就具有良好的吸收振動的能力，所以原則上說，這種振動是可以避免的。由于機(jī)構(gòu)能夠傳遞的扭矩與磁鐵的磁場強(qiáng)度有關(guān)，因此，在具體設(shè)計時，在考慮到具體的匹配問題的情況下，應(yīng)在可能的情況下盡量提高各組磁鐵的磁場強(qiáng)度，這樣，就可在工作狀態(tài)下使動磁鐵14與定磁鐵13之間的間隙盡量大一些，從而提高其安全性及使用壽命。另外，在各組磁鐵的軸向，最好是設(shè)計成有對應(yīng)凸起與凹進(jìn)的結(jié)構(gòu)，因為這樣一來，由于各磁鐵凸凹部分的側(cè)面相互間斥力的作用，可以把系統(tǒng)在運行過程中產(chǎn)生的軸向推力相互抵消掉，可以看出，從機(jī)械設(shè)計的角度出發(fā)這一點是非常有利的。一般情況下，磁鐵組的匹配問題可在初步估算的基礎(chǔ)上由實驗來確定。
權(quán)利要求1.一種磁力制動器，具有液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)軸(10)，其特征在于在與動力源聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸(10)上同軸固定安裝了一個在外圓上沿徑向制有的多個凹槽或盲孔中固定裝有定磁鐵(13)的圓柱形聯(lián)接套(12)，在聯(lián)接套(15)的外圓上與各定磁鐵(13)對應(yīng)的位置的上方沿徑向間隙對應(yīng)裝有直接或間接通過機(jī)架(25)約束并通過傳統(tǒng)的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)沿徑向驅(qū)動的且靠近定磁鐵(13)的一端的極性與定磁鐵(13)極性相同的動磁鐵(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力制動器，其特征在于各磁鐵除相互對應(yīng)的工作部位外其它部位的外圍可分別套裝在用非磁性材料制成的外形與各磁鐵外形對應(yīng)的磁鐵外套中，定磁鐵(13)與動磁鐵(14)可以沿軸向排列多組，且每組磁鐵中定、定磁鐵的數(shù)量也可以是不相等的，且沿系統(tǒng)的徑向截面可以對應(yīng)排列或交叉排列，動磁鐵(14)與定磁鐵(13)沿機(jī)構(gòu)徑向的形狀可以是矩形或階梯矩形或圓柱形或階梯圓柱形，二者相對的工作表面可以是對應(yīng)的曲面或平面或相互間對應(yīng)制有凸起與凹進(jìn)部分的對應(yīng)表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力制動器，其特征在于相對與各動磁鐵(14)而言，直接或間接通過機(jī)架(25)約束的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)可以是直接或間接固定在機(jī)架(25)上的分別獨立的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)，也可以是復(fù)合為一體的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁力制動器，其特征在于聯(lián)結(jié)套(12)可以制成中間制有通孔的階梯圓柱形結(jié)構(gòu)，并通過鍵(11)與擋圈(24)固定在轉(zhuǎn)軸(10)上，各定磁鐵(13)可以通過內(nèi)腔形狀與其外形對應(yīng)的壓快(8)及螺釘(9)分別固定在聯(lián)結(jié)套(12)上，液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)中沿徑向裝在各動磁鐵(14)上方的其上裝有密封圈(6)的活塞(16)可以分別安裝在一個整體的且中間沿軸向制有的通孔與聯(lián)結(jié)套(12)外圓作間隙配合的階梯圓柱形缸體(15)的外圓上沿徑向與動磁鐵(14)對應(yīng)位置上制有的缸孔孔段部位中，在缸體(15)的外圓上套裝有內(nèi)孔與缸體(15)的外圓有給定徑向間隔的其外圓上裝有傳統(tǒng)進(jìn)、排油或氣機(jī)構(gòu)的圓環(huán)形缸套(18)，缸體(15)與缸套(18)的左端分別通過螺釘(2)與螺釘(5)將二者與階梯圓盤形的左缸蓋(17)固定聯(lián)接在一起，且三者對應(yīng)的平面位置處分別裝有密封墊(3)與密封墊(4)，且左缸蓋(17)通過螺釘(1)與機(jī)架(25)聯(lián)接在一起，缸體(15)與缸套(18)的右端分別通過螺釘(19)與螺釘(22)將二者與階梯圓盤形的右缸蓋(23)固定聯(lián)接在一起，且三者對應(yīng)的平面位置處分別裝有密封墊(20)與密封墊(21)，可以在各動磁鐵(14)與缸體(15)之間，沿徑向裝有對動磁鐵(14)的作用方向與活塞(16)對動磁鐵(14)的作用方向相反的復(fù)位彈簧(7)。
專利摘要本實用新型公開了一種磁力制動器，具有液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)軸(10)，其特征在于在與動力源聯(lián)接的轉(zhuǎn)軸(10)上同軸固定安裝了一個在外圓上沿徑向制有的多個凹槽或盲孔中固定裝有定磁鐵(13)的圓柱形聯(lián)接套(12)，在聯(lián)接套(15)的外圓上與各定磁鐵(13)對應(yīng)的位置的上方沿徑向間隙對應(yīng)裝有直接或間接通過機(jī)架(25)約束并通過傳統(tǒng)的液壓機(jī)構(gòu)或氣壓機(jī)構(gòu)沿徑向驅(qū)動的且靠近定磁鐵(13)的一端的極性與定磁鐵(13)極性相同的動磁鐵(14)。具有體積相對較小、結(jié)構(gòu)比較簡單，而且其制動力的大小是可以在非接觸的條件下連續(xù)變化的，所以對各種機(jī)械設(shè)備的制動機(jī)構(gòu)或緩速機(jī)構(gòu)均較適用等特點。
文檔編號H02K49/00GK2879518SQ200520087690
公開日2007年3月14日 申請日期2005年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月9日
發(fā)明者陳伯恒 申請人:陳伯恒