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高速分散机主轴磁流体密封机理的研究
- 2019-08-29 -

  在许多旋转机械设备中,密封性能的好坏十分重要。传统的密封方式有以下两方面的不足:一是存在密封件与旋转轴的接触,因而产生摩擦和磨损,大大降低了密封装置的使用寿命;二是在高速旋转轴密封装置中实现无泄漏密封非常困难。

  磁流体密封(MFS)是利用磁流体这种新材料作为介质的密封技术,它能克服传统密封方式的不足,在旋转轴无泄漏密封中显示出独特的优点。本文在分析磁流体密封原理、磁流体密封磁路模型的基础上,将磁流体密封技术应用到GFJ-40型高速分散机主轴密封装置中,取得了显著的效果。

磁流体密封原理

  磁场力的作用,在无外力作用时,磁性流体将保持在磁场最强的区域内。在外力作用下,磁性流体的位置和形状将发生变化,引起磁场力的变化,磁场力与外力相平衡,使磁性流体处于新的平衡状态。磁性流体密封就是利用了这一原理,如图1所示磁极与转轴之间的间隙称为密封间隙,密封间隙内充人磁性流体永久磁铁产生的磁场经过密封间隙。由于极尖下磁场最强,因而磁性流体集中于极尖处,在密封间隙内形成液体“ 0"形密封环,从而把间隙堵住,达到密封的目的磁液在外场作用下是典型的塑性流体,即流体保持不动。当作用在流体上的剪切力超过屈服值时,流体才开始流动。在旋转轴密封中作用于磁液“ 0"型环上的剪切应力由两部分组成:一部分是由于轴与壳体之间的相对运动而产生轴切线方向的剪切力。该力超过它的屈服值,所以磁液在轴切线方向是流动的,从而引起磁液的内摩擦;另一部分是由于“ 0"型环两侧的轴向压差产生的轴向剪切力,该力小于屈服值,因而磁液在轴向上不流动。当“0 "型环的前后压差等于磁液的屈服值时,“ 0 "型环达到最大的承压能力。

  图5是CFJ-40A高速分散机的外形图,该设备刘密封性能要求较高。传统的密封方式有以下不足:当主轴高速旋转时,密封件与旋转轴的接触产生摩擦和密封件的磨损,磨损降低了密封装置的使用寿命。摩擦的存在对原动机产生阻力距,产生功率损耗。大大影响生产效率,现采用磁性流体密封如图6所示。采用后可明显提高密封性能,还可增加生产效率,提高产品质量


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