Porównanie sprzęgła magnetoreologicznego 1- i 2-tarczowego z punktu widzenia wymiarów gabarytowych, współczynników wykorzystania materiałów czynnych, poboru mocy elektrycznej oraz rozkładu przestrzennego temperatury

• Autorzy: Kluszczyński Krzysztof , Pilch Zbigniew

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2022.09.61

Warianty tytułu

EN

Comparison of the magnetorheological 1- and 2-disc clutch in terms of overall dimensions, coefficients of the use of active materials, electric power consumption and spatial temperature distribution

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł jest poswięcony sprzęgłom magnetoreologicznym i w centrum uwagi stawia problem kompleksowego porównania rozwiązania konstrukcyjnego 1- i 2- tarczowego z punktu widzenia róznych kryteriów: masy, objękosci, charakterystycznych wspóczynników Tc/m i Tc/V (gdzie: Tc - moment sprzęgającym - masa sprzęgła, V - objętość sprzęgła), poboru mocy elektrycznej (niezbędnej do podtrzymania stanu sprzęzenia), strat ˙ w miedzi cewki wzbudzenia oraz maksymalnego wzrostu temparatury cieczy magnetoreologicznej w strefie roboczej sprzęgła. Porównania dokonano na przykładzie 6 zaprojektowanych sprzęgieł dla wybranego ciągu momentów sprzęgających: Tc= 20, 35 i 50Nm. Wskazano, ze rekomendowanym ˙ rozwiązaniem konstrukcyjnym jest sprzęgło 2-tarczowe.

EN

The article is devoted to magnetorheological clutches and focuses on the problem of a comprehensive comparison of a 1- and 2-disc design solution from the point of view of various criteria: mass, volume, characteristic factors Tc/m and Tc/V (where: Tc - clutch torque, m - clutch mass, V - clutch volume), electrical power consumption (necessary to maintain the clutching state), copper losses in the excitation coil and the maximum temperature increase of the magnetorheological fluid in the clutch working region. The comparison was made on the example of 6 designed clutches for a selected sequence of clutching torques: Tc = 20, 35 and 50 Nm. It was indicated that the recommended constructional solution is a 2-disc clutch.

Słowa kluczowe

PL

płyn MR; sprzęgło wielotarczowe MR; przemysłowe systemy napędowe do pracy ciągłej; obliczenie numeryczne sprzęgła termicznego; pobór mocy elektrycznej sprzęgła MR; strata miedzi sprzęgła MR

EN

MR fluid; MR multi-disc clutch; industrial continuous duty drive system; thermal clutch numerical calculation; electrical power consumption of MR clutche; MR clutch copper losse

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 98, nr 9
• Strony: 259--264
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz. rys., tab.

Twórcy

autor

Kluszczyński Krzysztof

• Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology, Warszawska Str. 24, 31155 Cracow, Poland

• https://orcid.org/0000-0002-3685-3756

autor

Pilch Zbigniew

• Faculty of Electrical and Computer Engineering, Cracow University of Technology, Warszawska Str. 24, 31155 Cracow, Poland

• https://orcid.org/+0000-0003-4846-523X

Bibliografia

• [1] Pisetskiy S. and Kermani M. R. A Concept of a Miniaturized MR Clutch Utilizing MR Fluid in SqueezeMode. IEEE/RSJ International Conference on IntelligentRobots and Systems (IROS), 2020, pp. 6347-6352, doi:10.1109/IROS45743.2020.9341643.
• [2] Hao Xiong and Yiping Luo and Dongsheng Ji and HongjuanRen and Dan Wei and Wentao Liu. Analysis and evaluation oftemperature field and experiment for magnetorheological fluidtesting devices. Advances in Mechanical Engineering 2021,Volume 13, DOI: 10.1177/16878140211012538.
• [3] Kowol P. Hamulce magnetoreologiczne o jednym i dwóchstopniach swobody. (Magnetorheological brakes with 1 or 2DoF.)PhD. Thesis, Silesian University of Technology, Gliwice2007, supervisor: K. Kluszczynski, in Polish.
• [4] Szel ˛ag W., Przetworniki elektromagnetyczne z cieczą magnetoreologiczną modele matematyczne, Wydawnictwo Politechniki Poznanskiej, Poznań 2010, stron 138, ISBN 978-83-7143-879-0.
• [5] Piech Z., IV, Szeląg W. Elevator brake with magnetorheological fluid, US Patent, US 8,631,917 B2, 2014.
• [6] Daoming Wang and Bin Zi and Yishan Zeng and Fangwei Xie and Youfu Hou. An investigation of thermal characteristics of a liquid-cooled magnetorheological fluid-based clutch.Smart Materials and Structures 2015, DOI: 10.1088/0964-1726/24/5/055020
• [7] William East and Jérôme Turcotte and Jean-Sébastien Planteand Guifré Julio. Experimental assessment of a linear actuator driven by magnetorheological clutches for automotive active suspensions. Journal of Intelligent Material Systems and Structures 2021, DOI: 10.1177/1045389X21991237
• [8] Jung Woo Sohn and Juncheol Jeon and Quoc Hung Nguyenand Seung-Bok Choi, Optimal design of disc-type magnetorheological brake for mid-sized motorcycle: experimentalevaluation. Smart Materials and Structures 2015, doi =10.1088/0964-1726/24/8/085009
• [9] Kluszczynski K.; Pilch Z. Integrated analytical-field design method of multi-disc magnetorheological clutches for automotive applications. Bull. Pol. Acad. Sci. Tech. Sci. 2021, DOI:10.24425/bpasts.2021.139392.
• [10] Kluszczynski K.; Pilch Z. The Choice of the Optimal Num- ´ber of Discs in an MR Clutch from the Viewpoint of DifferentCriteria and Constraints. Energies 2021, VOLUME 14, DOI:10.3390/en14216888.
• [11] Standard Specification for Standard Nominal Diameters andCross-Sectional Areas of AWG Sizes of Solid Round WiresUsed as Electrical Conductors, ASTM International, 2014,http://www.astm.org/Standards/B258.htm
• [12] Kowol P., Pilch Z. Analysis of the magnetorheological clutchworking at full slip state. Electrical Review. 2015. pp 108–111.DOI: 10.15199/48.2015.06.21.
• [13] [web page] http://www.agros2d.org/. [Accessed on 06Jun. 2022.].
• [14] MRF-140CGMRFluid https://lordfulfillment.com.[Accessed on 06 Jun. 2022.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).