磁性液体密封润滑传动装置转让专利
申请号 : CN202011057001.1
文献号 : CN112283325B
文献日 : 2021-09-14
发明人 : 李德才 , 李艳文
申请人 : 清华大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,包括:壳体,所述壳体内部具有空腔;
第一转轴和第二转轴,所述第一转轴和所述第二转轴均穿设在所述壳体内且间隔布置,所述第一转轴和所述第二转轴之间通过齿轮副传递动力;
第一极靴和第二极靴,所述第一极靴和所述第二极靴均设在所述空腔内,所述第一极靴和所述第二极靴在所述第一转轴的轴向上间隔布置,所述第一转轴穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,所述第一极靴与所述第一转轴之间以及所述第一极靴与所述第二转轴之间填充有磁性液体,所述第二转轴穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,所述第二极靴与所述第一转轴之间以及所述第二极靴与所述第二转轴之间填充有磁性液体;
第一磁环和第二磁环,所述第一磁环和所述第二磁环在所述第一转轴的轴向上位于所述第一极靴和所述第二极靴之间,所述第一磁环环绕所述第一转轴和所述第二转轴设置,所述第二磁环环绕所述第一转轴和所述第二转轴设置,且所述第一磁环和所述第二磁环在所述第一转轴的轴向上间隔布置且位于所述第一极靴和所述第二极靴之间,所述第一磁环远离所述第二磁环的端面与所述第一极靴邻近所述第二极靴的端面相接触,所述第二磁环远离所述第一磁环的端面与所述第二极靴邻近所述第一极靴的端面相接触;
极靴环,所述极靴环在所述第一转轴的轴向上位于所述第一磁环和所述第二磁环之间,所述极靴环的一个端面与所述第一磁环邻近所述第二磁环的端面相接触,所述极靴环的另一个端面与所述第二磁环邻近所述第一磁环的端面相接触,所述极靴环环绕所述齿轮副设置,且所述齿轮副与所述极靴环的内周面之间填充有磁性液体;
所述齿轮副包括第一齿轮和第二齿轮,所述第一齿轮套设在所述第一转轴上,所述第二齿轮套设在所述第二转轴上,所述第一齿轮与所述第二齿轮相啮合,所述第一齿轮的外周与所述极靴环的内周面之间填充有磁性液体,所述第二齿轮的外周与所述极靴环的内周面之间填充有磁性液体;
所述极靴环包括基环和凸起部,所述基环的外周面与所述壳体的内表面相接触,所述凸起部设在所述基环的内周面,所述凸起部朝向远离所述基环的方向凸起,所述凸起部与所述第一齿轮的外周之间以及所述凸起部与所述第二齿轮的外周之间填充有磁性液体。
2.根据权利要求1所述的磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,所述第一转轴和所述第二转轴平行设置。
3.根据权利要求1所述的磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,所述第一极靴上具有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔沿所述第一转轴和第二转轴的轴向上延伸,所述第二极靴上具有第三通孔和第四通孔,所述第三通孔和所述第四通孔沿所述第一转轴和第二转轴的轴向上延伸,所述第一转轴通过所述第一通孔和所述第三通孔穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,所述第二转轴通过所述第二通孔和所述第四通孔穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,
所述第一通孔的内周面设有多个第一极齿,多个所述第一极齿在所述第一转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第一极齿的内表面与所述第一转轴的外表面之间填充有磁性液体,所述第二通孔的内周面设有多个第三极齿,多个所述第三极齿在所述第二转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第三极齿的内表面与所述第二转轴的外表面之间填充有磁性液体,
所述第三通孔的内周面设有多个第二极齿,多个所述第二极齿在所述第一转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第二极齿的内表面与所述第一转轴的外表面之间填充有磁性液体,所述第四通孔的内周面设有多个第四极齿,多个所述第四极齿在所述第二转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第四极齿的内表面与所述第二转轴的外表面之间填充有磁性液体。
4.根据权利要求1所述的磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,所述第一磁环的内周面、第二磁环的内周面和所述基环的内周面在所述第一转轴或所述第二转轴的轴向上对齐。
5.根据权利要求1所述的磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,所述基环和所述凸起部一体形成。
6.根据权利要求1‑5中任一项所述的磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,还包括第一隔磁环和第二隔磁环,所述第一转轴穿设在所述第一隔磁环和第二隔磁环上,所述第二转轴穿设在所述第一隔磁环和第二隔磁环上,且所述第一隔磁环的外周面与所述第一磁环的内周面相接触,所述第一隔磁环远离所述第二隔磁环的端面与所述第一极靴邻近所述第二极靴的端面相接触,所述第二隔磁环的外周面与所述第二磁环的内周面相接触,所述第二隔磁环远离所述第一隔磁环的端面与所述第二极靴邻近所述第一极靴的端面相接触。
7.根据权利要求6所述的磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,所述第一隔磁环与所述第一转轴之间在所述第一转轴的径向上具有预设间隙,所述第一隔磁环与所述第二转轴之间在所述第二转轴的径向上具有预设间隙,所述第二隔磁环与所述第一转轴之间在所述第一转轴的径向上具有预设间隙,所述第二隔磁环与所述第二转轴之间在所述第二转轴的径向上具有预设间隙。
8.根据权利要求6所述的磁性液体密封润滑传动装置,其特征在于,所述第一隔磁环在所述第一转轴的轴向上的尺寸等于第一磁环在所述第一转轴的轴向上的尺寸,所述第二隔磁环在所述第一转轴的轴向上的尺寸等于第二磁环在所述第一转轴的轴向上的尺寸。
说明书 :
磁性液体密封润滑传动装置
技术领域
背景技术
振动,降低噪音,降低摩擦耗能,提高扭矩传递效果,防止外界杂质进入与装置内的润滑剂
泄漏,延长装置的使用寿命,需要在装置中增加密封与润滑措施。
工作。
发明内容
布置,所述第一转轴和所述第二转轴之间通过齿轮副传递动力;第一极靴和第二极靴,所述
第一极靴和所述第二极靴均设在所述空腔内,所述第一极靴和所述第二极靴在所述第一转
轴的轴向上间隔布置,所述第一转轴穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,所述第一极
靴与所述第一转轴之间以及所述第一极靴与所述第二转轴之间填充有磁性液体,所述第二
转轴穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,所述第二极靴与所述第一转轴之间以及所述
第二极靴与所述第二转轴之间填充有磁性液体;第一磁环和第二磁环,所述第一磁环和所
述第二磁环在所述第一转轴的轴向上位于所述第一极靴和所述第二极靴之间,所述第一磁
环环绕所述第一转轴和所述第二转轴设置,所述第二磁环环绕所述第一转轴和所述第二转
轴设置,且所述第一磁环和所述第二磁环在所述第一转轴的轴向上间隔布置且位于所述第
一极靴和所述第二极靴之间,所述第一磁环远离所述第二磁环的端面与所述第一极靴邻近
所述第二极靴的端面相接触,所述第二磁环远离所述第一磁环的端面与所述第二极靴邻近
所述第一极靴的端面相接触;极靴环,所述极靴环在所述第一转轴的轴向上位于所述第一
磁环和所述第二磁环之间,所述极靴环的一个端面与所述第一磁环邻近所述第二磁环的端
面相接触,所述极靴环的另一个端面与所述第二磁环邻近所述第一磁环的端面相接触,所
述极靴环环绕所述齿轮副设置,且所述齿轮副与所述极靴环的内周面之间填充有磁性液
体。
作用下不会四处漂逸,避免磁性液体密封失效,而且,将传统润滑油润滑替代为磁性液体润
滑,能够减小齿轮副之间的磨损,改善传动平稳性,并且外加磁场可以提高磁性液体的表观
粘度,从而提高油膜承载力。此外,本发明实施例的磁性液体密封润滑装置通过设置在第一
磁环和第二磁环之间的极靴环,使磁性液体在磁场的作用下待在指定区域,润滑可靠,提高
装置运行的稳定性,且磁性液体的用量少,磁性液体密封与润滑共用同一磁回路,同一磁回
路既实现密封又实现润滑,节约体积,减轻重量,本发明实施例的磁性液体密封润滑装置可
应用于不同的领域,如航空等失重环境。
述第三通孔和所述第四通孔沿所述第一转轴的轴向上延伸,所述第一转轴通过所述第一通
孔和所述第三通孔穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,所述第二转轴通过所述第二通
孔和所述第四通孔穿设在所述第一极靴和所述第二极靴上,所述第一通孔的内周面设有多
个第一极齿,多个所述第一极齿在所述第一转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第一极齿
的内表面与所述第一转轴的外表面之间填充有磁性液体,所述第二通孔的内周面设有多个
第三极齿,多个所述第三极齿在所述第一转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第三极齿的
内表面与所述第二转轴的外表面之间填充有磁性液体,所述第三通孔的内周面设有多个第
二极齿,多个所述第二极齿在所述第一转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第二极齿的内
表面与所述第一转轴的外表面之间填充有磁性液体,所述第四通孔的内周面设有多个第四
极齿,多个所述第四极齿在所述第一转轴的轴向上间隔布置,且多个所述第四极齿的内表
面与所述第二转轴的外表面之间填充有磁性液体。
合,所述第一齿轮的外周与所述极靴环的内周面之间填充有磁性液体,所述第二齿轮的外
周与所述极靴环的内周面之间填充有磁性液体。
向凸起,所述凸起部与所述第一齿轮的外周之间以及所述凸起部与所述第二齿轮的外周之
间填充有磁性液体。
隔磁环和第二隔磁环上,且所述第一隔磁环的外周面与所述第一磁环的内周面相接触,所
述第一隔磁环远离所述第二隔磁环的端面与所述第一极靴邻近所述第二极靴的端面相接
触,所述第二隔磁环的外周面与所述第二磁环的内周面相接触,所述第二隔磁环远离所述
第一隔磁环的端面与所述第二极靴邻近所述第一极靴的端面相接触。
隙,所述第二隔磁环与所述第一转轴之间在所述第一转轴的径向上具有预设间隙,所述第
二隔磁环与所述第二转轴之间在所述第二转轴的径向上具有预设间隙。
二磁环在所述第一转轴的轴向上的尺寸。
附图说明
具体实施方式
环9和第二隔磁环10。
方向水平穿设在壳体1内,且第一转轴2和第二转轴3在上下方向上间隔布置,第一转轴2和
第二转轴3的左右两端均位于壳体1的外部。优选地,第一转轴2和第二转轴3的材料均为导
磁材料。
及第一极靴4与第二转轴3之间填充有磁性液体,第二转轴3穿设在第一极靴4和第二极靴5
上,第二极靴5与第一转轴2之间以及第二极靴5与第二转轴3之间填充有磁性液体。
具有第三间隙,第二极靴5与第二转轴3之间具有第四间隙,第三间隙和第四间隙内均填充
有磁性液体。
工纯铁。
且第一磁环6和第二磁环7在第一转轴2的轴向上间隔布置且位于第一极靴4和第二极靴5之
间,第一磁环6远离第二磁环7的端面(如图1中所示第一磁环6的左端面)与第一极靴4邻近
第二极靴5的端面(如图1中所示第一极靴4的右端面)相接触,第二磁环7远离第一磁环6的
端面(如图1中所示第二磁环7的右端面)与第二极靴5邻近第一极靴4的端面(如图1中所示
第二极靴5的左端面)相接触。
7的S极朝向左侧,第二磁环7的N极朝向右侧,可以理解的是,第一磁环6和第二磁环7的朝向
并不限于此,例如,第一磁环6的N还可以朝向右侧,第一磁环6的S极朝向左侧,第二磁环7的
S极朝向右侧,第二磁环7的N极朝向左侧。
一磁环6的端面相接触,极靴环8环绕齿轮副设置,且齿轮副与极靴环8的内周面之间填充有
磁性液体。如图1所示,极靴环8的左端面与第一磁环6的右端面相接触,极靴环8的右端面与
第二磁环7的左端面相接触。
作用下不会四处漂逸,避免磁性液体密封失效,而且,将传统润滑油润滑替代为磁性液体润
滑,能够减小齿轮副之间的磨损,改善传动平稳性,并且外加磁场可以提高磁性液体的表观
粘度,从而提高油膜承载力。此外,本发明实施例的磁性液体密封润滑装置通过设置在第一
磁环和第二磁环之间的极靴环,使磁性液体在磁场的作用下待在指定区域,润滑可靠,提高
装置运行的稳定性,且磁性液体的用量少,磁性液体密封与润滑共用同一磁回路,同一磁回
路既实现密封又实现润滑,节约体积,减轻重量,本发明实施例的磁性液体密封润滑装置可
应用于不同的领域,如航空等失重环境。
三通孔503和第四通孔504沿第一转轴2的轴向上延伸。第一转轴2通过第一通孔403和第三
通孔503穿设在第一极靴4和第二极靴5上,第二转轴3通过第二通孔404和第四通孔504穿设
在第一极靴4和第二极靴5上。
503的轴线重合设置,第二通孔404和第四通孔504的轴线重合设置,第一转轴2沿左右方向
水平穿过第一通孔403和第三通孔503,第二转轴3沿左右方向水平穿过第二通孔404和第四
通孔504。
第二通孔404的内周面设有多个第三极齿402极齿501,多个第三极齿402在第一转轴2的轴
向上间隔布置,且多个第三极齿402的内表面与第二转轴3的外表面之间填充有磁性液体。
第四通孔504的内周面设有多个第四极齿502,多个第四极齿502在第一转轴2的轴向上间隔
布置,且多个第四极齿502的内表面与第二转轴3的外表面之间填充有磁性液体。
4与第一转轴2之间、第一极靴4与第二转轴3、第二极靴5与第一转轴2之间和第二极靴5和第
二转轴3之间均形成磁性液体密封,避免磁性液体发生泄漏。
外周与极靴环8的内周面之间填充有磁性液体,第二齿轮12的外周与极靴环8的内周面之间
填充有磁性液体。通过磁性液体既实现了密封,又实现了磁性液体对第一齿轮11和第二齿
轮12的润滑。
凸起部802与第一齿轮11的外周之间以及凸起部802与第二齿轮12的外周之间填充有磁性
液体。如图1所示,第一齿轮11的外周与凸起部802正对,第二齿轮12的外周与凸起部802正
对,并且磁性液体能被吸附在磁场最强的凸起部802,保证磁性液体对第一齿轮11和第二齿
轮12的持续润滑。
性液体流失,因此基环801与凸起部802一体形成。
离第二隔磁环10的端面(如图1中所示第一隔磁环9的左端面)与第一极靴4邻近第二极靴5
的端面(如图1中所示第一极靴4的右端面)相接触。第二隔磁环10的外周面与第二磁环7的
内周面相接触,第二隔磁环10远离第一隔磁环9的端面(如图1中所示第二隔磁环10的右端
面)与第二极靴5邻近第一极靴4的端面(如图1中所示第二极靴5的左端面)相接触。
环10,且第一磁环6套设在第一隔磁环9上,第二磁环7套设在第二隔磁环10上,可避免磁性
液体吸附在第一磁环6和第二磁环7上。
过第一极靴4、磁性液体、第二转轴3、第二齿轮12和极靴环8后返回第一磁环6。第二磁环7产
生的磁力线依次通过第二极靴5、磁性液体、第一转轴2、第一齿轮11和极靴环8后返回第二
磁环7或第二磁环7产生的磁力线依次通过第二极靴5、磁性液体、第二转轴3、第二齿轮12和
极靴环8后返回第二磁环7。
可靠性,延长使用寿命,这里所指的指定区域为第一极靴4与第一转轴2之间的区域、第一极
靴4与第二转轴3之间的区域、第二极靴5与第一转轴2之间的区域和第二极靴5与第二转轴3
之间的区域,以及第一齿轮11与凸起部802之间的区域和第二齿轮12与凸起部802之间的区
域。
预设间隙,第二隔磁环10与第一转轴2之间在第一转轴2的径向上具有预设间隙,第二隔磁
环10与第二转轴3之间在第二转轴3的径向上具有预设间隙。
转轴3之间均设有预设间隙,减小转轴与隔磁环之间的摩擦,提高磁性液体密封润滑传动装
置的使用寿命,提高装置运行的稳定性。
一转轴2的轴向上的尺寸。如图1所示,第一磁环6被包裹在第一极靴4、极靴环8和第一隔磁
环9之内,避免永磁体的磁力线发散,使磁性液体在磁场的作用下待在指定区域,降低磁性
液体的损耗,提高装置运行的稳定性。
向上间隔布置,第一转轴2和第二转轴3的左右两端均位于壳体1的外部,第一转轴2和第二
转轴3之间通过齿轮副传递动力。
靴4与第二转轴3之间填充有磁性液体,第二转轴3穿设在第一极靴4和第二极靴5上,第二极
靴5与第一转轴2之间以及第二极靴5与第二转轴3之间填充有磁性液体。
在左右方向上延伸。第一转轴2通过第一通孔403和第三通孔503穿设在第一极靴4和第二极
靴5上,第二转轴3通过第二通孔404和第四通孔504穿设在第一极靴4和第二极靴5上。
孔404的内周面设有多个第三极齿402,多个第三极齿402在左右方向上间隔布置,且多个第
三极齿402的内表面与第二转轴3的外表面之间填充有磁性液体。
孔504的内周面设有多个第四极齿502,多个第四极齿502在左右方向上间隔布置,且多个第
四极齿502的内表面与第二转轴3的外表面之间填充有磁性液体。
环6和第二磁环7在左右方向上间隔布置且位于第一极靴4和第二极靴5之间,第一磁环6的
左端面与第一极靴4的右端面相接触,第二磁环7的右端面与第二极靴5的左端面相接触。
副设置,第一齿轮11的外周与极靴环8的内周面之间填充有磁性液体,第二齿轮12的外周与
极靴环8的内周面之间填充有磁性液体。
801的方向凸起,凸起部802与第一齿轮11的外周之间以及凸起部802与第二齿轮12的外周
之间填充有磁性液体。
左端面与第一极靴4的右端面相接触,第二隔磁环10的外周面与第二磁环7的内周面相接
触,第二隔磁环10的右端面与第二极靴5的左端面相接触,第一隔磁环9在左右方向上的尺
寸等于第一磁环6在左右方向上的尺寸,第二隔磁环10在左右方向上的尺寸等于第二磁环7
在左右方向上的尺寸。
针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或
位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必
须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三
个等,除非另有明确具体的限定。
接,也可以是电连接或彼此可通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以
是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的
普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示
第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第
一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实
施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示
例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书
中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
实施例进行变化、修改、替换和变型。