磁流体动压润滑机械密封的自适应控制方法研究

基于磁流体的黏度受磁场强度控制这一特性,设计一种采用磁流体作为润滑介质的流体动压润滑机械密封结构,并提出密封性能的自适应控制方法。设计的自适应控制系统主要由参数监控系统、粗调系统、微调系统和补液系统组成。粗调系统可缩短自适应系统的响应时间,而微调系统可提高调节精度,两者结合,可保证密封系统的稳定性;控制系统通过比较液膜压力和被密封介质的压力,来判断密封性能是否满足要求;若侦测到动环转速或被密封介质压力发生变化,系统则会根据预置的策略调节磁场发生器的电压以改变磁流体黏度,进而调节液膜压力,同时调节磁流体的输入流量,根据工况波动实时地调节机械密封的密封性能。以煤油作为基载液,对控制程序进行了测试,测试结果表明,该控制程序能精确调节机械密封的密封性能。     

磁流体动压润滑非接触式机械密封中的磁场分析

为研究磁流体润滑非接触式机械密封的磁场特性,运用Ansoft Maxwell数值模拟磁流体膜和密封环组成的密封系统的磁场强度和磁感应强度,分析磁流体膜厚和电流强度对磁场强度和磁感应强度的影响,用最小二乘法拟合磁流体膜的磁感应强度和电流强度的关系式。结果表明：磁感线在密封系统中形成了完整的“O”形回路,磁流体膜中的磁场强度最大,磁感线在磁流体膜中分布均匀,且垂直穿过磁流体膜;当电流强度恒定时,磁流体膜中的磁感应强度和磁场强度沿厚度方向可视为常数;随着电流强度的增加,磁流体膜的磁感应强度和磁场强度均增加。     

机械密封润滑状态及摩擦扭矩的研究

建立了考虑粗糙度作用并处于流体动压润滑状态下的机械密封理论模型。用理论模型可计算端面摩擦扭矩,并确定密封的润滑状态。以20~#机油为密封介质,测定实际的摩擦扭矩,对理论模型进行了实验验证。此外,还对影响密封端面润滑状态的因素进行了分析。     

倾斜微孔密封端面气体润滑动压效应实验研究

对密封压力影响下倾斜微孔端面的气体润滑动压效应进行了实验研究,采用石墨动环和SiC静环配副实现旋转气体润滑。静环试件端面加工有与直径成一定倾斜角度的椭圆微孔,实验中对4种微孔端面的气体润滑膜厚度进行了测量,分析了密封压力和转速对气膜厚度的影响规律。结果表明:转速越高,气膜厚度越大,动压效应越强;密封压力越高,动压效应对膜厚的影响越小;双列倾斜微孔端面的动压效应优于单列倾斜微孔端面的动压效应。     

LaserFace液体润滑端面密封性能研究

LaserFace液体润滑端面密封(LF-MS)能提供全膜润滑,密封寿命得到延长,可以应用于几乎所有清洁液体介质润滑的场合,特别适用于易汽化介质等苛刻工况。针对LF-MS,采用混合接触理论,建立了其二维数学分析模型,通过液膜压力分布和液膜速度场的分析揭示了LF-MS的工作机理,对比分析了等深和变深动压槽LF-MS、普通平面端面密封及含矩形引流槽端面密封等4种不同端面结构机械密封的性能。结果表明:LF-MS具有端面动压效应好、摩擦系数低及液膜刚度高的优点,综合性能明显优于普通端面密封和含矩形引流槽端面密封,且与等深动压槽相比变深动压槽对提高LF-MS的密封性能作用明显。     

磁流体动压密封的磁场发生器设计及性能研究

磁流体黏度可随外部磁场强度发生变化,故可将其作为非接触式机械密封端面的润滑介质,通过改变外部磁场强度来实现磁流体膜动压性能的控制。为提高磁流体动压机械密封的密封性能,设计一种磁场发生器,该磁场发生器可通过改变电流来调节磁流体膜的黏度,从而产生不同的动压,实现对流体膜动压效应的控制。采用数值分析的方法,对由动环、静环、磁流体膜及磁场发生器组成的导磁结构的磁场进行分析,获得导磁结构中磁力线、磁场强度、磁感应强度分布规律。研究发现,导磁结构中的磁力线几乎全部穿过密封环端面,该处的磁场强度达到最高水平;磁力线在垂直于密封端面方向上有一定的磁场梯度,且磁流体膜中的磁场强度与磁场发生器的电流强度成正比。     

机械端面密封技术研究现状及发展趋势

从摩擦、结构、材料和设计等几个方面阐述了机械密封的研究现状、存在问题和发展趋势。     

激光加工多孔端面机械密封的摩擦特性试验研究

对激光加工的多孔端面机械密封进行了摩擦性能试验研究，并与一般机械密封进行比较，结果表明，其端面温升，摩擦扭矩和摩擦系数远低于后者的相应值。说明该密封结构产生的动压效应使密封面间处于良好的摩擦状态。     

磁流体润滑技术

介绍了磁流体润滑技术的理论研究和工程应用的最新成果和动向，综述了工程应用及其应用产品，提出了我国发展磁流体润滑技术的策略。     

流体动压径向橡胶密封圈的密封特性研究

基于矩形断面密封圈这一简化模型，首次推导了具体的润滑方程和弹性变形方程，运用迭代算法计算了油膜厚度和油膜压力分布，并讨论了几个密封系统参数对油膜厚度的影响，对于得到预期的弹流润滑效果具有指导意义。     

动压环槽端面密封的泄漏量影响因素

对端面开环形槽的动压式机械密封进行了研究，根据周向波度模型，以雷诺方程为基础，运用有限差分法进行数值计算，求解二维压力场和泄漏量，编制了相应的计算程序，通过计算，从理论上分析了压差，转速，波度等因素对泄漏量的影响，重点分析了泄漏量与膜量的关系，指出了膜厚－泄漏量之间的关系指数与传统公式的不同之处，并实验验证了计算程序的可靠性。     

机械密封端面的动压效应研究

通过机械密封端面运动状况实验 ,讨论了机械密封端面倾斜而产生的动压效应对端面稳定的影响 ,提出动压作用下机械密封端面开启失效机理 ,分析了机械密封端面开启失效与动环密封圈摩擦力等各种因素的必然关系     

滑动轴承磁流体薄膜和润滑特性的研究

在横向外磁场作用下,同时伴随磁流体中磁粒子的转动时,推导磁流体薄膜中压力的雷诺方程表达式;研究不同载体类型的磁流体在外磁场作用下,对无限长挤压薄膜轴承和滑动轴承的润滑特性的影响。结果表明：磁场增加磁流体液膜的粘度,提高薄膜承载力,而对轴承的滑动摩擦力影响很小。     

机械密封环端面流体动压槽的加工方法

简介了密封环端面动压槽及密封材料的有关情况 ,给出了动压槽加工的几种方法 ,重点介绍了SiC陶瓷密封环动压槽激光加工的方法 ,内容包括设备、工艺和成果     

磁流体轴承的磁场与润滑特性分析研究

针对电机轴承高速化载荷高的需求以及磁流体轴承具有的自润滑密封、可靠性高、高速、低摩擦润滑等一系列优点,对磁流体轴承在不同条件下的性能开展了研究。首先从理论上推导了磁流体粘度的相关公式,通过采用Matlab软件在外加磁场的条件下,对磁流体的粘度进行了修正,并给出了磁流体轴承润滑的粘温、粘压特性。其次,采用有限元分析方法设计了外加磁场,并对轴承内部的磁场分布进行了分析。研究结果表明,在外加磁场的作用下,磁流体轴承润滑的粘度发生变化,同时,相较于传统普通轴承,磁流体轴承的承载能力得到提高,能在高温、高速的工况下工作。     

气体动压润滑轴承摩擦副材料的选择

论述了气动轴承的应用概况及其摩擦材料应具备的性质，在此基础上提出了多种适用于气动压润滑轴承的材料。     

流体动压润滑失效机理的研究

本文分析了温度对润滑剂流变特性的影响，揭示了温度变化使润滑剂表现出明显的非牛顿特性。进一步的数值计算表明润滑油膜存在有限承载能力，从而提出了一种由于温度影响而引起油膜破裂的润滑失效模型，为预测滑动轴承的润滑状态、改进设计提供了新的理论依据。     

机械端面密封计算技术

本文综述了机械密封密封环温度场,密封环变形和密封端面摩擦润滑计算技术的国内外研究现状,介绍了常用的计算方法,并比较了它们的优缺点,指出采用有限元法计算机械密封密封环温度场和变形效果较好,机械密封端面摩擦润滑问题计算的关键是建立合理机械密封摩擦特性模型。     

磁流体润滑滑动轴承的研制和性能研究

研制了磁流体润滑滑动轴承 ,建立了磁流体滑动轴承试验装置。对磁流体滑动轴承和传统滑动轴承进行了对比试验研究。通过大量试验的测试结果分析比较 ,发现磁流体滑动轴承能形成良好的全油膜润滑 ,产生的摩擦力比传统滑动轴承要小得多 ,因此推断出磁流体滑动轴承的承载能力和抗磨损能力大于同等条件下的传统滑动轴承。