Magnetoreologiczne ciecze i urządzenia

CZYM JEST MAGNETOREOLOGICZNA CIECZ

Ciecz magnetoreologiczna jest zawiesiną cząstek magnetycznych (zredukowane żelazo, czyste żelazo, kobalt, karbonylowe żelazo, nikiel) rzędu 0,1 … 100 µm w cieczy źródłowej.

WŁAŚCIWOŚCI MAGNETOREOLOGICZNEJ CIECZY

Pod wpływem pól magnetycznych, magnetoreologiczna ciecz zmienia lepkość w zależności od swego fizykochemicznego składu od 0 do 50…100 kPa.

ZALETY MAGNETOREOLOGICZNEJ CIECZY

  • wysoka stabilności w polu magnetycznym;
  • zdolność do przenoszenia wysokich napięć ścinających;
  • wysoki czas reakcji;

DO JAKICH URZĄDZEŃ JEST PRZEZNACZONA MAGNETOREOLOGICZNA CIECZ

Najpopularniejsze urządzenia to magnetoreologiczny tłumik drgań, magnetoreologiczne amortyzatory, magnetoreologiczne opory, magnetoreologiczne sprzęgła i hamulce. Obecnie są szeroko stosowane za granicą w różnych dziedzinach przemysłu i techniki. Najbardziej wyraźnie właściwości cieczy zostały przedstawione na rysunkach.

Przykład zachowania cieczy magnetoreologicznej w polu magnetycznym w magnetoreologicznych sprzęgłach i hamulcach MRF-EffektPrzykład zachowania cieczy magnetoreologicznej w magnetoreologicznych tłumikach drgań i amortyzatorach.

Schematy ideowe podstawowych urządzeń, w których jest stosowana magnetoreologiczna ciecz, pokazano na.

муфтSchemat Sprzęgła тормSchemat hamulca демпфSchemat Tłumika drgań

Przemysł samochodowy

Magnetyczne aktywne zawieszenie

System stabilizacji ruchu pojazdu z magnetycznym aktywnym zawieszeniem Delphi MagneRideTM w uproszczeniu można przedstawić jako system magnetoreologicznych tłumików drgań, które są sterowane i kontrolowane przez mikrosterownik. Takie rozwiązanie pozwala znacząco zmniejszyć wibracje w trakcie ruchu pojazdu oraz zwiększyć komfort jazdy i przedłużyć żywotność roboczych węzłów samochodu.

No Slide Title

Samochody, w których zastosowano aktywne zawieszenie magnetyczne.

Lord MR Technology Jan 08 Short

Magnetoreologiczne sprzęgło blokady dyferencjału. Zalety tego typ sprzęgieł: prosta konstrukcja; zdolność do przenoszenia wysokiego momentu obrotowego; wysoka szybkość pracy sprzęgła; możliwość sterowania elektronicznego; brak bezwładności.


Pierwszy komercyjny sukces odniosło sprzęgło blokady dyferencjału zaprojektowane i wyprodukowane przez firmę Magna Powertrain (Germany) в 2008 г.)

4

W roku 2005 eksperymentalne biuro badawcze RICARDO (England) przedstawiło opracowanie dyferencjału z magnetoreologicznym sprzęgłem do samochodu BMW X5,

8

badania wykazały doskonałe charakterystyki manewrowe. W tej chwili są prowadzone końcowe testy samochodu.

Magnetoreologiczne amortyzatory drgań do montażu silnika (obecnie zostały opracowane dla produkcji seryjnej Porsche GT 911 )

9

Robotyka

1

Zastosowanie do robotów przemysłowych. Zastosowanie mechanizmu różnicowego z magnetoreologicznym hamulcem pozwoliło zrezygnować z wykorzystywania wielu cylindrów hydraulicznych, uprościć konstrukcję oraz zwiększyć szybkość pracy manipulatora. Robot opracowany przez japońskich inżynierów został stworzony w celu podawania części i elementów w centrach obróbki. Hamulec magnetoreologiczny pełni funkcje sterownika. W przypadku uszkodzenia lub awarii hamulec magnetoreologiczny blokuje pracę robota. Tę hamulce mogą skutecznie zamienić lub rozszerzyć stosowane standardowe rozwiązania.

Egzoszkielety.

3Pierwsze udane pod względem handlowym egzoszkielety zostały stworzone w 2006 roku przez japońską firmę Cyberdyne Inc.

Egzoszkielet jest zaawansowanym połączeniem układu nerwowego człowieka, biomechaniki, elektroniki i mechaniki.

Jednym z najważniejszych węzłów wykonawczych egzoszkieletu jest sprzęgło magnetoreologiczne wraz z połączeniami przegubowymi. Wynalazek poprzez system mechatroniczny wspomaga proces chodzenia chorych pacjentów. Magnetoreologiczne sprzęgło wykonuje funkcje amortyzatora w egzoszkielecie stawu kolanowego i łokciowego. Również egzoszkielety znacząco zwiększają możliwości fizyczne człowieka.

Budowa maszyn i urządzeń

1
Adaptacyjna kontrola wibracji w procesie wykonania otworów i głębokim wierceniu. Wykorzystanie mechatronicznego adaptacyjnego systemu z magnetoreologicznym sprzęgłem dokładnej obróbki elementów chroni narzędzia, w razie tępienia się narzędzia zwiększa się moment cięcia, czujnik momentu obrotowego wysyła sygnał do komputera urządzenia, dalej odbywa się przetwarzanie danych natomiast sygnały sterujące są kierowane do magnetoreologicznego sprzęgła. W zależności od stanu krytycznego warunków cięcia oraz warunków otoczenia, mikrosterownik sprzęgła steruje tłumieniem drgań lub zmniejszeniem prędkości, zapewniając poślizg, który zmniejsza obciążenie narzędzia.

ON SOME SPECIAL TRANSVERSAL DIFFERENTIAL GEARS FOR OFF ROAD VEHI
Urządzenia hexapody i platforma Stewarta. Platforma Stewart ma sześć stopni swobody (trzy postępowe i trzy obrotowe, jako ciało stałe). Mechanizm składa się z sześciu niezależnych nóg z połączeniami przegubowymi. Poprzez zmianę długości nóg można zmieniać pozycję platformy.

6

Szlifowanie oraz czynności wykończeniowe z wykorzystaniem cieczy magnetoreologicznej. Do cieczy magnetoreologicznej są dodawane cząsteczki ścierne, które za pomocą pola magnetycznego są kierowane do obrabianego elementu. Wykorzystanie cieczy magnetoreologicznej zapewnia obróbkę najbardziej złożonych powierzchni.

Inne zastosowania (lotnictwo, przemysł stoczniowy, architektura, medycyna)

  • Protezy i stawy kolanowe (medycyna)
  • Magnetoreologiczne sprzęgła w aktywnej kontroli wibracji i drgań w pralkach domowych i przemysłowych (sprzętu AGD)
  • Hamulec obciążenia w konstrukcji rowerów treningowych (urządzenia treningowe)
  • Urządzenia Steer-by-wire (sterowanie dotykowe)
  • aktywna kontrola wibracji i tłumienie drgań na statkach oraz węzłów samolotów.
  • tłumienie drgań konstrukcji budowlanych

Nasze opracowania

Magnetoreologiczna ciecz

W celu zbadania stanu sprzęgła zostały opracowane i wykonane ciecze magnetoreologiczne na bazie olejów syntetycznych i silikonowych.

Cieczy cechują się wysoką stabilnością sedymentacji oraz zdolnością do przenoszenia wysokich napięć ścinających

Magnetoreologiczne sprzęgła
Tarczowe sprzęgło magnetoreologiczne z regulowaną szczeliną roboczą.
Robocza szczelina sprzęgła jest wypełniona magnetoreologiczną cieczą. W razie wyłączenia uzwojenia wzbudzającego część napędową obraca się swobodnie, sprzęgło nie przekazuje moment obrotowy.

W razie podłączenia zasilania do uzwojenia wzbudzającego, linie pola magnetycznego (tworzone przez pole uzwojenia rozrusznika) przechodzą przez obudowę, części wiodące i zależne, części konstrukcji i szczeliny robocze. Wynikiem tego działania jest zwiększenie lepkości cieczy magnetoreologicznej, która wypełnia roboczą szczelinę, ze względu na strukturyzacji cząstek magnetycznych w polu magnetycznym odbywa się sprężenie wiodącej i zależnej części sprzęgła.

Wymiary gabarytowe sprzęgła: maksymalna średnica 180 mm, długość 260 mm. Zewnętrzna średnica tarczy 85 mm. Przenoszony moment obrotowy 10 Nm.

Sprzęgło jest chronione przez ukraiński patent.

Cylindryczne magnetoreologiczne sprzęgło. 

W celu zbadania wysokiego momentu obrotowego oraz badania zachowania cieczy w procesie hamowania zostało zaprojektowane cylindryczne sprzęgło (które może pełnić funkcje hamulca).

Urządzenie składa się z korpusu obrotowego i pierwotnego uzwojenia wzbudzającego. Prąd do uzwojenia wzbudzającego jest podawany za pomocą szczotek. Pomiar roboczej szczeliny, sprawdzenie dokładności montażu oraz zużytej cieczy magnetoreologicznej wykonano za pomocą otworów inspekcyjnych.

Przenoszony moment obrotowy 50 Nm.

W trakcie opracowania sprzęgła zostały zoptymalizowane za pomocą wykorzystania pakietu programów, korzystających z metody elementów końcowych.