Магнитожидкостные уплотнения - Дипломная работа

Современные приборы, использующиеся в военной технике, должны обладать высокими эксплуатационными характеристиками. Поэтому к ним предъявляются высокие требования по герметичности, а традиционные герметизаторы вводов вращения уже не могут их обеспечить. Появилась необходимость в современном способе герметизации зазоров между подвижными частями приборов. Магнитожидкостные уплотнения (МЖУ) относятся к наукоемкой высокотехнологичной продукции, поэтому создание новых конструкций магнитожидкостного уплотнения при заданных требованиях связаны с глубокой проработкой магнитной системы, распределением магнитного поля, технологических вопросов изготовления МЖУ, синтезом магнитной жидкости с заданными свойствами.Уплотнения предотвращают утечку масла из корпуса механизмов и защищают внутренние полости корпуса от воздействия (проникновения пыли, грязи и влаги), герметизируют полости в машинах с вакуумом или, содержащих газы и жидкости под давлением. В первом случае уплотнение происходит изза непосредственного соприкосновения подвижной и неподвижной частей уплотнений. К числу этих уплотнений относят лабиринтные уплотнения, отгонные резьбы, отражательные диски, ловушки. Расстояние между кольцами на качество уплотнения не влияет. магнитожидкостный уплотнение поворотный контактный Уплотняемая среда (жидкость, газ) может просачиваться через уплотнение в двух направлениях: через торец диска и через кольцевой зазор между диском и валом.Магнитожидкостные уплотнения относятся к наукоемкой высокотехнологичной продукции, поэтому создание новых конструкций магнитожидкостного уплотнения при заданных требованиях связаны с глубокой проработкой магнитной системы, распределением магнитного поля, технологических вопросов изготовления МЖУ, синтезом магнитной жидкости с заданными свойствами. За пределами этой области в зазоре МЖУ образуется область плотно упакованных магнитных частиц. Скорость вращения вала, когда высокие сдвиговые напряжения вызывают недопустимый разогрев магнитной жидкости. Высокие скорости вращения вала и возникающие сдвиговые напряжения в магнитной жидкости вызывают недопустимый ее разогрев. Технология изготовления узла должна обеспечивать стабильную заданную величину зазора ? по окружности, т.е. требуется обеспечить минимально возможные отклонения зазора от расчетной величины (??).Рабочий зазор выбирается наименьшим, так как габариты и вес уплотнения прямо пропорциональны зазору. При изменении зазора существенным образом меняется магнитное поле в зазоре и, следовательно, удерживающая способность уплотнения. Увеличение зазора приводит к ослаблению напряженности поля и снижению удерживаемого перепада давлений, уменьшение зазора к повышению напряженности поля и повышению удерживаемого перепада давлений, но при этом напряженность может достигнуть не приемлемых значений. Технология изготовления узла МЖУ должна обеспечивать стабильную заданную величину зазора ? (рисунок 3.5 а) по окружности, т.е. требуется обеспечивать минимально возможные изменения зазора от расчетной величины (??). Зазор данной конструкции направлен по радиусу, поэтому эксцентриситет определяется в основном радиальными зазорами в посадках и радиальными биениями.На рисунке 4.2 представлены кривые распределения относительной напряженности магнитного поля в зазоре у поверхности полюса и поверхности вала. Около поверхности вала никаких отклонений напряженности поля напротив кромки не наблюдается. На рисунке 4.3 показано изменение относительной напряженности поля при перемещении от вала к кромке полюса на линии, лежащей в плоскости ЕК. Поэтому при анализе параметров поля в околокромочной зоне необходимо фиксировать расстояние от поверхности полюса, на котором рассматривается напряженность или индукция. На рисунке 4.4 показано влияние угла между образующими кромку плоскостями на коэффициент неоднородности поля.Это требует применения магнитных жидкостей работоспособных в таком температурном диапазоне, как, например, магнитная жидкость МК009-40 с намагниченностью при напряженности магнитного поля в интервале 500… 700 КА/м не ниже 40 КА/м, диапазоном рабочих температур-60 °С… 80 °С. Максимальный удерживаемый перепад давления одним зубцом обычно не превышает 30 КПА, поэтому в уплотнении необходимо выполнить не менее 3 зубцов. Учитывая, что в уплотнении два полюса и требуется иметь запас по давлению, то в конструкцию магнитной системы закладывается 4 зубца, по 2 зубца на полюсную приставку. Расположенные на поверхности полюсных приставок или вала зубцы имеют боковые образующие в виде дуг, причем, рядом расположенные зубцы образуют между собой канавку, в аксиальном сечении имеющую форму полукруга радиусом Rc центром, лежащим на поверхности уплотняемого вала, а на острие зубца выполнена площадка, параллельная оси вала шириной t. Исследования магнитных полей у кромок полюсов, проведенные в работах, показали наличие всплеска напряженности магнитного поля около кромок зубцов, Здесь существуют зоны с напряженностью магнитного поля, существенно превышающей Нмах на поверхн