水轮机主轴磁流体密封实验研究

为解决水轮机主轴的密封问题,引入了磁流体作为密封材料,通过实验分析了水环境下影响磁流体密封承压能力的几种因素.结果表明:磁化强度越高,磁流体密封承压能力越高,但过高的磁化强度会导致磁流体粘度过大,造成轴转动时阻力过大;磁流体密封的承压能力随着磁场强度的提高而增大,但当外加磁场强度超过磁极的饱和磁化强度时,承压能力下降;磁流体密封的承压能力随密封间隙、温度和转速增加而下降,随磁流体量的增加和磁极级数的增多而增大,但当磁流体量超过一定的临界值和级数超过五级后,磁流体密封的承压能力保持在某一恒定值.     

间隙对磁流体密封水介质的影响规律

为提供磁流体密封水的应用技术支持,研制了磁流体密封的试验装置,提出了新的试验方法来验证和解释理论分析和推导的正确性。试验中采用不同的密封间隙,以确定磁流体密封能力与密封间隙之间的关系。试验结果表明,磁流体的密封能力随密封级数的增加而提高;在一定范围内随密封间隙的增大而减小;密封间隙在0.05-0.20 mm时,效果较好,同时密封级数有一个最佳值;但是在特别小的时候,与所有文献报道不同的是密封能力不是提高而是在减小。     

典型磁流体密封结构磁场有限元分析

采用ANSYS有限元分析软件进行了较大密封间隙的典型三极齿磁流体密封结构的磁场有限元分析，并将密封间隙的磁通密度分布分为轴向和径向分别进行分析和讨论，结果表明：在靠近导磁轴的一侧，中间极齿附近磁通密度差值远小于靠近极齿侧的差值；同时密封间隙处存在显著的、会造成磁性液体纳米粒子浓度梯度分布的径向磁通密度梯度。这两个效应使靠近导磁轴一侧的区域成为密封截面上最薄弱环节，是造成较大密封间隙的磁流体密封性能下降的主要原因。     

高速分散机主轴磁流体密封机理的研究

在介绍磁流体密封原理的基础上，分析了旋转轴单级密封和多级密封的磁路模型，并将其应用到GFJ-40型高速分散机主轴密封装置中，克服了传统密封的不足，使产品的密封性能得到显著提高。     

磁流体密封结构

磁流体密封是60年代末产生的一种新型的密封技术,经过20多年的发展现已达到较高的技术水平,并已在工业中应用。目前磁流体密封气体,其承压能力达3.43MPa,密封真空其真空度达1.332×10~(-6)Pa,主要用于动态密封和隔绝密封。在动态密封方面,磁流体密封已应用于半导体生产,纤维光学,激光技术,质普仪,X射线仪,真空热处理炉等。在隔绝密封方面,磁流体密封已应用于保护精密机械,仪器仪表,免受环境污染。在纺织工业中,用磁流体密封马达轴承,防止周围环境中的纤维物污染轴承。在计算机外围设中用磁流体密封硬盘驱动轴,保护磁盘和磁头,防止环境中的微粒进入磁盘和磁头的间隙中。此外,磁流体密封还以其完全无泄漏的特点应用于有腐蚀性和有放射性泄漏会对环境和人体形成危险的气体的密封。总之,磁流体密封正以其独特的性能在机械和化学工业中应用越来越广,本文介绍磁流体密封的一些典型结构,供各位同行参考。 1 磁流体密封原理和特点 磁流体密封从它问世以来之所以发展迅速,是因为它具有许多独特的性能,优于传统密封。我们知道传统密封可分为接触式密封和非接触式密封两大类,它们都存在一定的不足。     

微特电机主轴的磁流体密封结构仿真分析

设计了微特电机主轴的磁流体密封结构.采用ANSYS软件中的MULTIPHYSICS,对磁流体密封结构进行建模、划分网格、加载、求解,分析出极齿宽度、极齿高度、齿槽宽度、密封间隙对密封性能的影响,得到了磁流体密封装置的最佳密封结构参数,大大提高了微特电机的使用寿命.     

磁流体旋转密封的参数计算

从磁流体的动力学出发,阐述了磁流体旋转运动密封的参数计算方法,首先介绍了非等间隙中磁流体运动方程的求解、磁流体压力分布规律的确定,进而介绍了磁流体密封能力的计算方法,并讨论了密封能力与有关运动参数及几何参数之间的关系,同时给出了磁流体粘性摩擦力矩的计算公式.     

磁流体离心密封结构的改进设计

磁流体密封在密封液体时,被密封的液体介质与磁流体接触会引起磁流体乳化、变质,导致密封失效.结合流体力学中的毛细管现象,对磁流体离心密封结构进行改进,即在密封结构中增加一附属结构,在附属结构和旋转轴之间形成一个很小的间隙,利用小间隙产生的毛细作用将密封液体与磁流体分隔开来,防止密封液体对磁流体的影响.试验结果表明,该密封结构具有良好的密封性能,对液体具有更好的密封效果.     

水轮机主轴密封的改进

针对水轮机主轴密封采用传统的盘根密封存在的不足之处，通过对反螺旋式密封、离心式密封原理、结构特点分析，确定了水轮机主轴最佳密封方式为离心式密封。     

磁流体密封优化设计及其实验研究

根据磁流体密封设计目标，在对磁流体密封装置密封能力与结构参数间关系及结构参数间匹配关系研究的基础上，给出了磁流体密封材料优选、结构优化和参数优化三个方面构设计方法，并对设计方法进行了实验验证。测试结果表明，优化结构的性能大大优于根据经验设计的普通密封装置，实现了压力冗余量小、动密封性能稳定、重量轻、尺寸小和低漏磁的设计.与根据经验设计的普通密封结构相比，在相同密封能力下，质量下降了57．1％、尺寸缩小了56％、漏磁下降了78．5％，为航空航天等应用背景下的密封设计提供了重要依据。     

大间隙磁性液体静密封研究

为满足航空、航天、冶金等领域大间隙静密封要求,建立磁性液体静密封试验台,设计出磁性液体静密封试验件。在试验台上对磁性液体静密封进行深入研究,通过试验得出磁性液体静密封耐压、磁性液体注入量与密封间隙、密封温度和磁性液体磁化强度的关系。从理论上,计算试验件密封间隙中磁场分布,推导出磁性液体静密封耐压和温度关系的解析表达式,计算磁性液体静密封在不同间隙,不同饱和磁化强度下的最大耐压能力。理论分析和试验表明,在大间隙下磁性液体静密封能够满足一定耐压要求,具有实用价值。     

磁流体密封的阻力矩分析

本文分析了磁流体密封中的阻力和损耗。指出磁流体密封中存在基本粘滞损耗和附加损耗,分析了两种损耗的产生原因,特性及影响因素,提出了减小损耗的方法。     

磁性液体大间隙旋转密封装置的设计及实验研究

针对大型船舶装备中大功率电机冷却蒸发介质的密封问题,设计一种五级九齿大间隙磁性液体与磁性润滑脂组合旋转密封装置,该装置适用于大型船舶高横摇性、高腐蚀性的环境场合。通过耐压公式的理论推导,得到密封耐压能力随磁性液体的饱和磁化强度、磁性润滑脂的屈服应力和密封间隙内磁场梯度的增大而增大的结论。采用ANSYS对该装置间隙内的磁场分布进行有限元分析。在密封实验台上对该装置进行密封耐压实验,结果表明:在最大间隙0.7 mm时,其单级耐压能力仍能达到18 kPa,密封能力随转速的递增保持稳定。理论和实验表明,设计的该密封适合具有腐蚀性环境下的大功率电机或其他高振动装备的大间隙密封场合。     

磁性液体密封耐压能力参数化分析

针对某型飞机磁性液体密封,利用COMSOL有限元分析软件建立不同结构参数的磁性液体密封模型,计算不同密封间隙、极齿宽度、极齿高度、极齿位置、极齿形状下密封的磁场强度差值,进而判断不同磁性液体密封结构的耐压能力。研究结果表明：密封间隙、极齿宽度对磁性液体密封耐压能力影响较大,极齿高度和极齿位置对磁性液体密封耐压能力影响较小;极齿形状为梯形时密封效果最好。通过比较分析,选择最优磁性液体密封结构参数,为磁性液体密封耐压能力研究提供了理论依据。     

极齿关键参数对磁流体密封热特性影响的试验研究*

为探讨磁流体密封极齿参数对磁流体热特性的影响,利用传热学理论构建磁流体密封装置的传热计算模型,研究不同转速下密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度与磁流体温度的关系。在磁流体密封实验台上研究密封间隙、极齿宽度、极齿槽宽度和极齿高度对磁流体温度的影响,并利用模型计算结果对试验结果进行了验证。试验结果表明:随着密封间隙和极齿高度的增加,磁流体温度逐渐减小,呈负指数变化趋势;随着极齿宽度的增加,磁流体温度线性增加;随着极齿槽宽度的增加,磁流体的温度基本不变;密封间隙对磁流体温度影响最大,其次是极齿宽度和极齿高度,极齿槽宽度对磁流体温度基本没有影响。研究表明,在一定范围内适当增加密封间隙和极齿高度,适当减小极齿宽度,可以在一定程度上减小磁流体的发热量,提高磁流体密封装置寿命。     

磁流体用于旋转轴液体密封的研究

本文以润滑油为例,通过实验研究了磁流体密封液体时的界面稳定性。结果表明,磙流体用于液体密封时,其密封寿命不仅与磁流体的特性有关,而且与液-液界面的磁场分布有关。在成功合成与被密封液体不相溶的磁流体的基础,通过合理布置密封装置的磁场和磁路,可以在大大延长磁流体用于旋转轴液体密封的寿命。     

一种液压缸变间隙密封结构及流场分析

传统的液压缸间隙密封，因其密封间隙恒定而存在压力升高泄漏随之增大的矛盾。为此，提出一种压力自适应型液压缸变间隙密封结构，在压力作用下活塞中部产生径向弹性变形从而改变密封间隙。基于弹性力学薄壳理论得到活塞径向变形公式，利用ANSYS有限元软件分析了变形区域宽度、厚度等因素对内泄漏和摩擦力特性的影响。结果表明，该密封结构的密封间隙能随压力改变而自适应地变化，从而有效地调节内泄漏，提升密封性能，为设计和制造提供了理论依据。     

基于磁液表面张力磁流体密封模型的研究

通过试验观察,提出了基于磁性链上磁液表面张力的磁流体密封模型。用磁性链对密封问隙内的磁流体进行了划分,并推导出了磁流体静密封的耐压计算公式。试验结果表明：理论计算值和实验值较接近,具有实用性。     

电站水轮机主轴密封问题分析

天荒坪抽水蓄能电站位于浙江杭州附近，是加拿大卡瓦纳公司独立设计的蓄能电站，远行几年后，机组出现了水轮机主轴密封使用效果不理想，曾有烧瓦的情况出现，卡瓦纳公司虽不断改进，但效果并不很理想。本文就其密封结构进行分析，希望对蓄能电站机组的设计和运行有所帮助。     

高速单级磁流体密封的实验研究

实验研究了单级磁流体密封的密封特性,即破裂压力差和功率损失,以探索飞轮系统磁流体密封的最佳设计条件.对直径120mm的转轴,在最大转速12000r/min时,进行了测定。