设计磁流体密封

而磁流体密封技术是一种新的密封技术，具有长、量低、磨损少、在中输入2MPa压力的海水，模拟船舶艉轴带动螺旋桨在中旋基液的磁流体分别进试，分析不同基液的磁流体的密封性能。thatithasabigshafttubediameter,andthereismorelateralandaxialInourcountry，theshipapplicationofthe"oil-lubricatedsternrubberringshaftseal"startedtobeusedontheshipintheearly1960s.Alongwiththeappearanceofalargerandhigh-speedships,ithasbeendamagedmoreandmoreseriously.ThetechnologyofMagneticFluidSealisanewmethodofseal，andithasalotofadvantages，suchasalonglife,lowrevealty,wearandtear,simplestructure,suitableforthesealinghighspeedrevolveansoon.Thereforet’saidealmethodforShiptailshaftseal.Tailshaftisdesignedonthebasicachievementsofformerstudies.ItwillbeusedtocarryonsoundingoutresearchontheShipTailshaftSealwithmagneticfluid.Themainlyresearchandrelativeresultsasfollowing:CertainthetotalprojectoftheshiptailshaftsealwithmagneticDesigntheimitateequipmentofmagneticfluidsealofShiptailshaftaccordingtothepressureofseal.yseandcomputethedeviceofequipmentforsealing,anddeducetheequationofanti-pressureofthemagneticfluidseal.MakeuseofanexperimentdatatoysistheimpactfactoroftheabilityofShiptailshaftseal.DrawaassemblediagramandsparepartsdiagramsoftheimitateequipmentofmagneticfluidsealofShiptailshaft.Keywords:Magneticfluidseal;Equationofanti-pressure;Theequipmentforsealing1密封实验装置电的选密封实验装置传构的设第四章1章绪论减振、冷却等领域逐步们所认识，磁流体在密封领域的应用也逐渐受到哈尔滨工程大学高级工程师孙、赵长发、工程师边培荣等将磁流磁流体在静态时不具备磁性，仅在外加磁场作用时，才磁性，磁磁流体的种类可按磁性微粒的种类和载液的种类进行分类。按磁性微粒的种类分有:①铁盐酸系Fe3O4，MeFe2O4,(MeCo,Mn,Ni)等;②金Ni,Co,Fe等金属微粒及其合金(Fe-Co,Ni-Fe);③氮化铁系等。C),蒸发量<10-6(g/cm2.h),Fe3O410-50nm。成磁性液体“O”型密封环，把间隙锁住，从而实现密封，如图1.2.3-1:封时的真空度可达10-11Pa}磁流体密封件一般要求其耐压能力超过0.2MPa。损，发热低，功率损耗极小，传输效率几乎达100传递速度高:磁流体密封装置具有高速运转的潜力，可传递密封失效，只要元件功能正常，一般可在现场用较短的时间就能修复。 以及在失重状态下宇宙飞船液体的固定问题。此后磁流体技术逐渐1966年 1999年，等人论述并用实验验证了防液体密封的承压机理和失效机制。磁流体材料的稳定性，即某种磁流体与某种被密封液体间的互不后的修复过程，了导致磁流体密封破裂的因素对自修复的影响程度。的气体动密封，广泛应用于X一射线转靶衍射仪、单晶炉、大功率激光器、计体加工、光学纤维、激光器、x射线装置、热处理设备、硅单晶多晶炉和航 织工业中，磁流体隔封用来保护电轴承免受纤维污染。在机床中磁通的环境磁流体密封压力小于5x105Pa,温度小于80OC，转速小于5000r/min，目前已经有使用超过8年无泄漏的。第2章磁流体密封实验装置的设计由永磁材料制成的磁环沿轴分布；每各吸附一块由45#钢制成N-N、S-S电通过一级V带传动，实现电的，这种方案较易实现，其D=110mmd=8mm正上方开出一个高压表孔，仓后壁开出一个泵管孔与4MPa摇泵相联。1电2V带传动3密封壳体4模拟船舶艉轴5螺旋 67溢流阀8密封压力： 色胶3# 水密度6269套筒、转轴、及磁极材料的选择：由磁流体密封原理可以知道，磁力线经过磁环、磁极、转轴形成一个磁回路，为了避免磁力线经过套筒的损耗，因此套筒的材料，应该选择非导磁材料，本文所采用的是青铜材料，它是非导磁材料，而且加工性能较好。转轴及磁极选择45#钢，这种材料的导磁率2T铁的磁导率比45#钢更高，但是纯铁的加工性能极差，不易加工，因此本文选用磁极齿型及密封间隙：通过磁极两种齿型的磁导率分析，可以得出梯形齿型的磁导率比矩形齿型的高，因此，本文选择梯形齿型。为了提高密0.05-0.15mm之0.1mm。1）1.5，即设计密封压力为实际需要密封压力0.1mm应强度，而轴的横截面积为S,而通过轴上的设计磁通为

4BS124=5.02×10-设计磁环磁通m:漏磁系数Kf1.30的比例选择磁环磁通m=1.20=1.2×1.3×5.02×10-=7.83×10-密封间隙处的设计磁感应强度:为了保证密封间隙处的磁感应强度单磁极的最大密封级数Sq=1.5×10-3每齿密封需要的磁通1.2BqSq11.2BqSq1.25(1.20.3)(1.510320104=4.210- n 4.211.95P1L3Tmax2/其中Ｌ是磁极的齿宽 模拟艉轴的直径 BgHgAg＝4.2×10-

P1.5103330%4.21012 Pmax=2n需要的磁回路个数即磁极对数m 稍大(比如大10mm)。为了减小轴向尺寸和磁回路的长度，磁环的厚度最好磁环的轴向横截面积S7.83 =6.75×10- 4Sr46.75104Sr46.75104(30103=41.4×103的配合关系可以得知套筒的直径为48mm。密封磁极的长度L1L=2n×h=2×12×1.5×10-1=36×10-轴承的间距L2=L1/2.5=36×103/2.5=14.4×10-密封套筒的长度L=6L1+L2其中是L3磁环的厚度，L4是密封轴与轴承的距离密封实验装置电的选n=600r/min（这个转速是水面舰船主推常规转速550W、同步1500r/minY801-4Y系列三相异步电。确定传动比i：i=

=1500密封实验装置传构的设1）确定计算功率Pc式中PPc=0.6655kWn=1500r/minV的带型为A选取带轮基准直径d1和d2,验算带速由于d1小，则带传动外廓尺寸小，d1但过小，弯曲应力b1过大，故带轮直径应予以限制，设计时满足d1dmin，并符合基准直径系列。d1=75则d2=id1(1V=d1×n=3.14×0.075×2.5确定中心距a和V带的基准长度L0.7（d1d2a02(d1d2计算178.5a0a0取250即可满足要求。第三章密封实验装置的磁场分析与耐压公式的推设密封角为，密封间隙为，齿厚为L，齿距为h，齿槽的磁导为Pc，设齿边到轴的距离为ytg()对应于沿轴向的微小单元x，5-2(b)，Sx(2所以对应于X，齿边的有效微小单元磁导Pc

Sx0(20

h/

h/Pcdx

0(2y)

Pc

tg( 2htg()2lntg( lntg( 本文的参数如下，b=0.2mm;=600;L=l.5mm;h=1.5mm;

Pc=15.Latg()2Sa1[2tg()h2]((h 将参代入公式得P(2)L

Pb=15.3R=

∥1∥

故密封间隙的磁阻

R=N

=(LhL/ R=1Pq=1

磁路进行求解，计算出密封间隙的磁通和磁压降Fg，既而求出间隙内的磁感B0 其中磁场强度为Bmax0Bmax 在极限状态下，磁性流体密封环高压侧的边界上的次感应强度为Bmax，而低压侧（即距离密封轴的间隙较大处）的磁感应强度远小于Bmax，可以将其PmaxMsPmax0.8Ms

0g0F g12

P1maxMs(BmaxBminPmaxNMs(BmaxBmin这个公式的推倒过程明确，但是该公式中的最大和最小磁压降Bmax、Bmn的计算很复杂，需要通过试探法或者图解法求解，下面简单介绍试探法是先假定一个密封间隙的磁通g 进行计算，直到两者的数值比较接近，这时的磁压降Fg才是有效值。 MsHmax(1Hmin)107 其中，Ms磁流体的饱和磁化强度;HmaxHmin:分别是密封间隙中的最大、bz=(4- h b0g:密封间隙;b0:齿宽;bz:齿槽宽;h:齿槽深1(bo/1(bo/H（1）2000年，等人从液体与固体界面之间的关系，以及它们之力作为附加的引力的新思路基础上，提出了磁表面张力新概念，为研认为是磁场使液固界面的分子加大而造成的。（2）但是也另外一种观点。这种观点认为，表面张力的增大，可能是因为磁性微粒在均匀磁场下的规则排布，形成比较致密的网状结构，使。磁流体密上的磁性链也越来越紧密，逐渐形成一个对密封有很大贡献的密。形成密 但单靠密还是不能提供