施貽吉 管正躍 張?chǎng)?/p>
摘要:科學(xué)技術(shù)的穩(wěn)步提升帶動(dòng)了機(jī)械工程行業(yè)的轉(zhuǎn)變和發(fā)展,現(xiàn)代化生產(chǎn)背景下機(jī)械工程對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的運(yùn)用是一大重點(diǎn),磁流變技術(shù)作為機(jī)械工程領(lǐng)域中一大主要技術(shù),在受外部磁場(chǎng)影響中其所使用到的磁流變液材料能產(chǎn)生特定變化,對(duì)機(jī)械工程領(lǐng)域的進(jìn)步與發(fā)展意義深遠(yuǎn)。筆者結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)磁流變技術(shù)作出簡(jiǎn)要介紹,對(duì)其在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用方向進(jìn)行分析研究,以供相關(guān)機(jī)械工程領(lǐng)域人員參考。
關(guān)鍵詞:機(jī)械工程;磁流變技術(shù);應(yīng)用策略
引言:磁流變液材料是磁流變技術(shù)中的一大主體,作為一種近年來(lái)被相關(guān)領(lǐng)域廣泛關(guān)注的智能特殊材料,磁流變液材料的物質(zhì)形態(tài)受磁場(chǎng)影響而變化,可以依據(jù)工程需要進(jìn)行半固體和液體間的快速和雙向轉(zhuǎn)變,該類(lèi)特殊性質(zhì)為其在機(jī)械工程領(lǐng)域帶來(lái)了極高的應(yīng)用價(jià)值,使其成為機(jī)械系統(tǒng)中間裝置之一。磁流變技術(shù)的合理應(yīng)用改善了機(jī)械設(shè)備的傳動(dòng)能耗情況和器械反應(yīng)效率,促進(jìn)了機(jī)械工程領(lǐng)域的持續(xù)發(fā)展。
一、機(jī)械工程領(lǐng)域磁流變技術(shù)簡(jiǎn)要介紹
1.1磁流變效應(yīng)簡(jiǎn)介
磁流變液體是一種穩(wěn)定劑、粘性基液如硅油、磁化顆粒如鐵粉并存的特殊液體,穩(wěn)定劑具備了潤(rùn)滑以及使顆粒懸浮于粘性基液的能力。該液體物質(zhì)形態(tài)轉(zhuǎn)換自由且能有效控制,在無(wú)磁場(chǎng)影響時(shí)為液體,在一定磁場(chǎng)干預(yù)下以轉(zhuǎn)換時(shí)間達(dá)到毫秒的極快速度轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài),在磁場(chǎng)消失后又會(huì)回歸液體狀態(tài),該流程相關(guān)工作人員可用計(jì)算機(jī)手段對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。
1.2磁流變裝置三大工作模式
①流動(dòng)模式:磁流變液體在磁流變裝置的對(duì)應(yīng)磁極板靜止時(shí),會(huì)因磁場(chǎng)作用在極板空間流動(dòng),此時(shí)以對(duì)磁場(chǎng)強(qiáng)度的降低或加強(qiáng)便能將該液體的流動(dòng)速度控制起來(lái),應(yīng)用進(jìn)機(jī)械例如制動(dòng)裝置、減震裝置等裝置中;②擠壓模式:外部磁場(chǎng)方向垂直會(huì)造成裝置極板的上下相對(duì)運(yùn)動(dòng),對(duì)其中的磁流變液體產(chǎn)生擠壓作用,磁場(chǎng)作用力的強(qiáng)度會(huì)影響到該裝置的形狀變化,此模式下裝置變形阻力大且變形效果極弱,可應(yīng)用進(jìn)例如止推軸承中;剪切模式:當(dāng)磁流變裝置相對(duì)極板間以某一勻速平行移動(dòng)時(shí),磁場(chǎng)變化施于極板以垂直方向的作用力造成裝置剪切阻力,此模式下該液體的物質(zhì)形態(tài)會(huì)受磁場(chǎng)變化而產(chǎn)生轉(zhuǎn)換,應(yīng)用進(jìn)例如離合裝置之中[1]。
二、機(jī)械工程領(lǐng)域磁流變技術(shù)應(yīng)用研究
2.1 磁流變技術(shù)在機(jī)械密封中的應(yīng)用
磁流變密封借助磁場(chǎng)將密封裝置的間隙控制并達(dá)到密封效果,磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)直接影響到密封圈,其剪切作用與磁場(chǎng)強(qiáng)弱成正比,與傳統(tǒng)的機(jī)械密封結(jié)構(gòu)相比,磁流變密封性能強(qiáng),對(duì)相關(guān)機(jī)械部件的磨損影響極微,保障了相關(guān)機(jī)械的使用壽命,且其工作效率在低速運(yùn)轉(zhuǎn)中較佳,為機(jī)械密封提供了效率保障。
2.2 磁流變技術(shù)在機(jī)械傳動(dòng)中的應(yīng)用
在機(jī)械傳動(dòng)中,磁流變技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)在于,以磁流變液體作為機(jī)械傳動(dòng)介質(zhì),以一定手段對(duì)外部磁場(chǎng)大小的控制來(lái)實(shí)現(xiàn)該液體的形態(tài)變化,而磁流變液形態(tài)轉(zhuǎn)換的迅捷性保障了傳動(dòng)效應(yīng)的精準(zhǔn)性,并且降低了對(duì)相關(guān)傳動(dòng)機(jī)械部件的磨損率,在磁流變液體的形態(tài)轉(zhuǎn)換中實(shí)現(xiàn)對(duì)傳動(dòng)力量大小的控制,對(duì)機(jī)械傳動(dòng)方面影響深遠(yuǎn)[2]。
2.3 磁流變技術(shù)在精密機(jī)械拋光應(yīng)用
磁流變技術(shù)在精密機(jī)械拋光中的應(yīng)用,需要讓該拋光裝置與被拋光機(jī)械保持一定的高度、距離,在磁流變拋光裝置啟動(dòng)時(shí),該裝置便會(huì)向固定在移動(dòng)拋光壁上的機(jī)械部件移動(dòng),磁場(chǎng)越強(qiáng)距離越近,隨著磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化該裝置及精密機(jī)械間便會(huì)形成拋光區(qū)域,產(chǎn)生較大強(qiáng)度的剪切應(yīng)力,相關(guān)技術(shù)人員可通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)拋光區(qū)域、拋光力度、拋光時(shí)間的控制,實(shí)現(xiàn)對(duì)精密器械的高質(zhì)量拋光。
2.4 磁流變技術(shù)在柔性?shī)A中的應(yīng)用
磁流變技術(shù)在柔性?shī)A中的應(yīng)用,有利于流變特性的最大程度發(fā)揮,例如在許多形狀不規(guī)則的高密度機(jī)械部件加工中,應(yīng)用磁流變技術(shù)的柔性?shī)A能實(shí)現(xiàn)夾具結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性變化,實(shí)現(xiàn)不規(guī)則部件的完美夾持。相關(guān)技術(shù)人員也可根據(jù)機(jī)械情況以計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)磁場(chǎng)進(jìn)行調(diào)控,實(shí)現(xiàn)夾持力度的精準(zhǔn)控制,保障各機(jī)械部件在加工時(shí)不會(huì)受到損壞[3]。
2.5 磁流變技術(shù)在減震器中的應(yīng)用
磁流變技術(shù)在減震器中的應(yīng)用體現(xiàn)在阻尼器上,阻尼器關(guān)乎減震系統(tǒng)的工作質(zhì)量,輔以磁流變技術(shù)的阻尼器重量、空間兩方面限制相較傳統(tǒng)模式較為嚴(yán)格,并主動(dòng)控制減震。該類(lèi)減震系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)節(jié),在車(chē)輛減振中的應(yīng)用能讓車(chē)輛振幅大幅度減少,提升車(chē)輛操控質(zhì)量和舒適性能。
結(jié)束語(yǔ)
結(jié)合以上,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展帶動(dòng)了磁流變技術(shù)的廣泛應(yīng)用,磁流變技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域中的應(yīng)用能有效改善相關(guān)機(jī)械的工作質(zhì)量及效率,對(duì)機(jī)械使用壽命的增長(zhǎng)也有著促進(jìn)意義,該類(lèi)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍需要我國(guó)機(jī)械工程工作人員進(jìn)行研究探討,在實(shí)際運(yùn)用中從實(shí)際情況出發(fā)加強(qiáng)對(duì)磁流變液的鉆研,以求磁流變技術(shù)在機(jī)械工程中的廣泛應(yīng)用及創(chuàng)新發(fā)展。
參考文獻(xiàn):
[1]劉睿.機(jī)械工程領(lǐng)域磁流變技術(shù)的應(yīng)用研究與討論[J].科技視界,2016(2):220-220.
[2]黃豪彩,黃宜堅(jiān).磁流變技術(shù)及其在機(jī)械工程中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2017(4):24-26.
[3]張緒祥.電/磁流變技術(shù)在機(jī)械工程中的應(yīng)用(下)[J].新技術(shù)新工藝,2015(12).
(作者單位:浙江師范大學(xué))