Магнитореологическая жидкость и устройства

ЧТО ТАКОЕ МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЖИДКОСТЬ

Магнитореологическая жидкость является взвесью магнитных частичек (восстановленное железо, чистое железо, кобальт, карбонильное железо, никель) порядка 0,1…100 мкм в жидкости носители.

КАКИЕ ОСОБЕННОСТИ У МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

При наложении магнитного поля, магнитореологическая жидкость может изменять предел текучести, в зависимости от ее физико-химического состава от 0 до 50…100 кПа.

ПРЕИМУЩЕСТВА МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

высокая агрегативная устойчивость в магнитном поле;
возможность передавать высокие касательные напряжения;
высокое время отклика;

В КАКИХ УСТРОЙСТВАХ ЦЕЛЕСООБРАЗНО ИСПОЛЬЗОВАТЬ МАГНИТОРЕОЛОГИЧЕСКУЮ ЖИДКОСТЬ

Наиболее популярными устройствами с использованием являются магнитореологические демпферы, магнитореологические амортизаторы, магнитореологические опоры, магнитореологические муфты и тормоза. И в настоящий момент широко применяются за рубежом в различных сферах промышленности и техники. Наиболее наглядно свойства жидкости показаны в иллюстрациях.

Пример поведения магнитореологической жидкости в магнитном поле в магнитореологических муфтах и тормозах

Пример поведения магнитореологической жидкости в магнитореологических демпферах и амортизаторах.

Принципиальные схемы основных устройств, в которых применяется магнитореологическая жидкость, приведены.

Схема Муфты

Схема тормоза

Схема демпфера

Автомобилестроение

Магнитная активная подвеска

Система стабилизации движения автомобиля с магнитной активной подвеской Delphi MagneRideTM, упрощенно представляет собою, систему магнитореологических демпферов, которые управляются и контролируются микроконтроллером. Это позволяет существенно уменьшить вибрации при движении автомобиля, сделать поездку комфортной, а также увеличить ресурс рабочих узлов в автомобиле.

Автомобили, на которые устанавливалась активная магнитная подвеска.

Магнитореологическая муфта блокировки дифференциала. Достоинства данного типа муфт: простота конструкции; возможность передачи высоких моментов; высокая скорость срабатывания муфты; возможность управления электроникой; безинерционность.

Первой коммерчески удачной моделью является муфта блокировки дифференциала разработанная и изготовленная компанией Magna Powertrain (Германия) в 2008 г.)

2005 году опытно-конструкторское бюро RICARDO (Англия) представило разработку дифференциала с магнитореологической муфтой для автомобиля BMW X5,

испытания показали отличные ходовые качества. В настоящий момент ведутся окончательные испытания автомобиля.

Магнитореологические виброопоры на которых устанавливается двигатель (в настоящий момент разработано для серийной модели Porsche GT 911 )

Робототехника

Применение в промышленных роботах. Дифференциал с магнитореологическим тормозом позволил отказаться от использования большого количества гидроцилиндров, упростил конструкцию, и повысил скорость работы манипулятора. Робот, разработанный японскими инженерами, создан для подачи деталей и заготовок в обрабатывающих центрах. Магнитореологический тормоз выполняет функцию контролирующего органа. В случае повреждения или аварийной ситуации, магнитореологический тормоз блокирует работу робота. Данные тормоза могут эффективно заменять или дополнять стандартные решения.

Экзоскелеты.

Первые коммерчески успешные экзоскелеты были созданы в 2006 г. японской компанией Cyberdyne Inc.

Экзоскелет представляет собой сложный симбиоз нервной системы человека, биомеханики, электроники и механики.

Одним из важных исполнительных механизмов экзоскелета являются магнитореологическая муфта во всех шарнирных соединениях. Суть разработок состоит в том что данная мехатронная система позволяет облегчить ходьбу больным пациентам. Магнитореологическая муфта выполняет функцию амортизатора в коленно-локтевых суставах экзоскелета. Также данные экзоскелеты расширяют физические возможности человека.

Машиностроение и станкостроение

Адаптивный виброконтроль при растачивании и глубоком сверлении. Использование адаптивной мехатронной системы с магнитореологической муфтой для точной обработки деталей предохраняет от выхода из строя инструмента, при затуплении инструмента увеличивается момент резания, датчик крутящего момента передает сигнал на компьютер станка, дальше данные обрабатываются и подаются управляющие сигналы на магнитореологическую муфту. В зависимости от критичности режимов резания и условий микроконтроллер муфты выдает команды гасить колебания, или уменьшить частоту вращения, обеспечивая проскальзывание, тем самым, уменьшая нагрузку на инструмент.

Станки гексаподы и платформа Стюарта. Платформа Стюарта имеет шесть степеней свободы (три поступательных и три вращательных, как абсолютно твердое тело). Механизм имеет шесть независимых ног на шарнирных соединениях. Изменяя длину ног, можно изменять ориентацию платформы.

Полирование и выполнение финишных операций с помощью магнитореологической жидкости. В магнитореологическую жидкость добавляются абразивные частички и с помощью магнитного поля подводятся к обрабатываемой детали. С помощью магнитореологической жидкости возможно обрабатывать даже очень сложные поверхности.

Другие области применения (авиация, судостроение, архитектура, медицина)

Протезы и коленные суставы (медицина)
Магнитореологические демпферы при активном контроле колебаний и вибрации в бытовых и промышленных стиральных машинах (бытовые приборы)
Нагружной тормоз в конструкции велотренажера (тренажеры)
Устройства Steer-by-wire (тактильный контроль)
активный виброконтроль и виброгашение судовых и авиационных машин и механизмов
гашение колебаний в строительных конструкциях

Наши разработки

Warning: include(/home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigations.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigation.class.php on line 257

Warning: include(): Failed opening '/home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigations.php' for inclusion (include_path='.:') in /home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigation.class.php on line 257

Warning: include(/home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigations.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigation.class.php on line 257

Warning: include(): Failed opening '/home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigations.php' for inclusion (include_path='.:') in /home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigation.class.php on line 257

Warning: include(/home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigations.php): failed to open stream: No such file or directory in /home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigation.class.php on line 257

Warning: include(): Failed opening '/home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigations.php' for inclusion (include_path='.:') in /home/mrfengineering/mrfengineering.com.ua/wp-content/plugins/revslider/includes/navigation.class.php on line 257

Магнитореологическая жидкость
Для исследования муфт разработаны и изготовлены магнитореологические жидкости на основе синтетического и кремнийорганических масел.
Жидкости показали удовлетворительную седиментационную стойкость, и возможность передавать большие касательные напряжения.

Магнитореологические муфты
Дисковая магнитореологическая муфта с регулируемым рабочим зазором.

Рабочий зазор муфты заполнен магнитореологической жидкостью. При выключенной обмотке возбуждения ведущая часть вращается свободно и муфта не передает вращающий момент.

При подводе питания к обмотке возбуждения силовые линии магнитного поля (созданные обмоткой возбуждения), проходят через корпус, ведущую и ведомые части, конструктивные и рабочий зазоры. У магнитореологической жидкости, которая находится в рабочем зазоре, повышается вязкость за счет структурирования магнитных частичек в магнитном поле, вследствие чего происходит сцепление ведущей и ведомой части муфты.

Габаритные размеры муфты: максимальный диаметр 180 мм, длина 260 мм. Наружный диаметр рабочего диска 85 мм. Передаваемый момент муфтой 10 Нхм.

Муфта защищена патентом Украины.

Цилиндрическая магнитореологическая муфта.
Для исследования больших вращающих моментов, а также исследования поведения жидкости в процессе торможения была спроектированная цилиндрическая муфта (которая может быть использована в качестве тормоза).
Конструкция выполнена с вращающимся корпусом и обмоткой возбуждения. Ток к обмотке возбуждения подается через щеточное устройство Величина рабочего зазора, точность сборки, а также проверка отработанной магнитореологической жидкости проводилась через обзорные отверстия.
Передаваемый момент муфтой 50 Нхм.
В процессе разработки муфты оптимизировались с помощью пакета прикладных программ реализующих метод конечных элементов