試論機(jī)械工程領(lǐng)域磁流變技術(shù)的應(yīng)用研究

施貽吉 管正躍 張鑫

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)，在受外部磁場影響中其所使用到的磁流變液材料能產(chǎn)生特定變化，對機(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)對磁流變技術(shù)作出簡要介紹，對其在機(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，該類特殊性質(zhì)為其在機(jī)械工程領(lǐng)域帶來了極高的應(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)簡要介紹

1.1磁流變效應(yīng)簡介

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，在無磁場影響時(shí)為液體，在一定磁場干預(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)手段對磁感應(yīng)強(qiáng)度的控制來實(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應(yīng)磁極板靜止時(shí)，會(huì)因磁場作用在極板空間流動(dòng)，此時(shí)以對磁場強(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，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：外部磁場方向垂直會(huì)造成裝置極板的上下相對運(yùn)動(dòng)，對其中的磁流變液體產(chǎn)生擠壓作用，磁場作用力的強(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)磁流變裝置相對極板間以某一勻速平行移動(dòng)時(shí)，磁場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將密封裝置的間隙控制并達(dá)到密封效果，磁場強(qiáng)度會(huì)直接影響到密封圈，其剪切作用與磁場強(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)，以一定手段對外部磁場大小的控制來實(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)對傳動(dòng)力量大小的控制，對機(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)，磁場越強(qiáng)距離越近，隨著磁場強(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)人員可通過計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對拋光區(qū)域、拋光力度、拋光時(shí)間的控制，實(shí)現(xiàn)對精密器械的高質(zhì)量拋光。

2.4 磁流變技術(shù)在柔性夾中的應(yīng)用

磁流變技術(shù)在柔性夾中的應(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)的柔性夾能實(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)對磁場進(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。該類減震系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無極調(diào)節(jié)，在車輛減振中的應(yīng)用能讓車輛振幅大幅度減少，提升車輛操控質(zhì)量和舒適性能。

結(jié)束語

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，對機(jī)械使用壽命的增長也有著促進(jìn)意義，該類技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用仍需要我國機(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)）