倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置及其搅拌方法

本发明涉及磁流变加工，尤其涉及一种倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置及其搅拌方法。

背景技术：

1、磁流变抛光（magnetorheological finishing，mrf）是近年来发展起来的一种先进光学制造技术，其具有去除函数稳定、边缘效应可控、下表面破坏层小、无复印效应、修形能力强及加工精度高等诸多优点，因此磁流变抛光技术在高精度光学加工中得到了广泛关注。现有的磁流变抛光加工中心主要是将磁流变抛光循环系统集成于数控机床上，为了保证加工过程中去除函数的长时间恒定，供给系统中必不可少的部分是磁流变液储液罐及其搅拌部件。然而对于现有的离心泵式或者蠕动泵式供给系统而言，存在磁流变液中铁粉在储液罐内沉淀的情况，会导致加工过程中去除函数发生变化，影响最终的加工精度。该问题的主要原因在于供给系统的第一目标是进行磁流变液流量稳定的输出，这就导致磁流变液搅拌部分的转速不能过快，否则会引起输出的磁流变液发生紊乱，导致加工过程中去除函数不稳定；但低转速下的搅拌部件并不能对长时间停留在储液罐中的磁流变液起到完全的防止沉淀作用。针对该问题，科研人员在近几年对搅拌部件的搅拌桨的形状、数量及其角度进行研究，同时对储液罐进行改进，将回收后的磁流变液用于储液罐中磁流变液的自体循环搅拌，以阻止磁流变液的沉积，这些方法对防止磁流变液的沉积起到了一定的作用，但并未彻底解决磁流变液中大颗粒铁粉的沉积问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本发明提出一种倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置及其搅拌方法，将储液罐倾斜设置，仅靠储液罐自身的旋转就可以有效阻止磁流变液中铁粉的沉积。

2、本发明提供的倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置，包括储液罐电机、储液罐电机连接杆、叶轮、通腔吸液架、储液罐支撑架、储液罐、叶轮连接杆、叶轮电机和安装板；其中，储液罐电机、叶轮电机、通腔吸液架与储液罐支撑架分别固定在安装板上；储液罐倾斜安装在储液罐支撑架上，储液罐与储液罐支撑架之间为转动连接；储液罐的底部通过储液罐电机连接杆与储液罐电机的输出轴连接，通过储液罐电机带动储液罐旋转；通腔吸液架置于储液罐内，叶轮置于通腔吸液架内并通过叶轮连接杆与位于储液罐外部的叶轮电机连接，通过叶轮电机带动叶轮旋转；通腔吸液架内形成有回液流道和出液流道，在回液流道上对应于叶轮的位置开设有与储液罐内部相连通的出液孔，回液流道内的磁流变液经叶轮甩入储液罐内，并与储液罐内原有的磁流变液混合搅拌，在通腔吸液架的底部对应于叶轮的位置开设有与储液罐内部相连通的进液孔，储液罐内搅拌均匀的磁流变液从进液孔进入出液流道，经出液流道运出储液罐。

3、本发明提供的利用上述倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置实现的磁流变液搅拌方法，包括如下步骤：

4、s1、通过储液罐电机驱动储液罐旋转，对储液罐内的磁流变液进行搅拌，调整储液罐的转速，直至储液罐的罐壁上不沉淀与堆积铁粉；

5、s2、通过叶轮电机带动叶轮旋转，回收后的磁流变液流经回液流道被叶轮甩入储液罐内并与储液罐内原有的磁流变液混合搅拌，搅拌均匀的磁流变液进入出液流道，经出液流道运出储液罐。

6、优选地，在步骤s1中，每隔预设时间将磁流变液从储液罐中倒出，若储液罐的罐壁上存在沉淀与堆积的铁粉，则增大储液罐的转速，直至储液罐的罐壁上不沉淀与堆积铁粉。

7、优选地，在步骤s2中，叶轮的转速调节方式如下：

8、s21、初调叶轮的转速，使得从出液流道流出的磁流变液达到预设最低流速要求时，记录此时叶轮的转速值v1，该转速值v1为叶轮的最低转速；

9、s22、逐渐增加叶轮的转速，并测量从出液流道流出的磁流变液的流量稳定性，当磁流变液流量稳定性即将优于磁流变抛光精度加工要求时，记录当前叶轮的转速v2；

10、s23、观察磁流变液在旋转的抛光轮上是否被甩出，当磁流变液刚被旋转的抛光轮甩出时，记录当前叶轮的转速v3；若v2=v3，叶轮的转速上限为v2或v3；若v2＜v3，叶轮的转速上限为v2；若v2＞v3，叶轮的转速上限为v3。

11、与现有技术相比，本发明将原来静态的储液装置提升为动态的储液装置，仅仅依靠储液罐倾斜设计以及储液罐与叶轮的旋转对磁流变液进行搅动，使得整套装置同时具备搅拌与储液功能，有效阻止磁流变液中的铁粉颗粒沉淀并附着堆积于储液罐的罐壁上。

技术特征：

1.一种倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置，其特征在于，包括储液罐电机、储液罐电机连接杆、叶轮、通腔吸液架、储液罐支撑架、储液罐、叶轮连接杆、叶轮电机和安装板；其中，

2.一种利用权利要求1所述的倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置实现的磁流变液搅拌方法，其特征在于，包括如下步骤：

3.如权利要求2所述的磁流变液搅拌方法，其特征在于，在步骤s1中，每隔预设时间将磁流变液从所述储液罐中倒出，若所述储液罐的罐壁上存在沉淀与堆积的铁粉，则增大所述储液罐的转速，直至所述储液罐的罐壁上不沉淀与堆积铁粉。

4.如权利要求2所述的磁流变液搅拌方法，其特征在于，在步骤s2中，所述叶轮的转速调节方式如下：

技术总结
本发明涉及磁流变加工领域，尤其涉及一种倾斜动态磁流变液存储与搅拌装置及其搅拌方法，其中的装置包括储液罐电机、储液罐电机连接杆、叶轮、通腔吸液架、储液罐支撑架、储液罐、叶轮连接杆、叶轮电机，储液罐倾斜安装在储液罐支撑架上与储液罐支撑架转动连接；储液罐的底部通过储液罐电机连接杆与储液罐电机的输出轴连接；通腔吸液架置于储液罐内，叶轮置于通腔吸液架内并通过叶轮连接杆与位于储液罐外部的叶轮电机连接。本发明将原来静态的储液装置提升为动态的储液装置，仅仅依靠储液罐倾斜设计以及储液罐与叶轮的旋转对磁流变液进行搅动，使得整套装置同时具备搅拌与储液功能，有效阻止磁流变液中的铁粉颗粒沉淀并附着堆积于储液罐的罐壁上。

技术研发人员：罗霄,李龙响,张学军,程润木
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16