磁流体密封在水轮机主轴中的应用.pdfVIP

２０１４年２月 第３２卷　第２期 　 Ｆｅｂ．２０１４ Ｖｏｌ．３２　 Ｎｏ．２ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１２．１１１８ 磁流体密封在水轮机主轴中的应用 于振燕，张玮 （兰州理工大学能源与动力工程学院，甘肃 兰州７３００５０） 于振燕 摘要：为了解决目前常用的水轮机主轴密封装置易磨损、泄漏量大的问题，在水轮机主轴上采用 磁流体密封技术．该密封技术具有无刚性接触，无磨损，可自行修复，寿命长等优点，选择适合密 封水介质的油基四氧化三铁磁流体作为密封材料，磁性能高且价格低廉的钕铁硼永磁材料提供 外磁场，并使用电磁场分析软件进行仿真计算．仿真结果表明：轴向密封靠近转轴处，径向密封 靠近导磁体处，密封能力最差，最易失效；齿形、密封间隙等结构参数对密封性能影响较大，且在 一定的数值范围内密封能力较强．结合水轮机主轴密封的特点，设计出适合水轮机主轴的轴向 与径向密封组合的矩形齿磁流体密封装置，轴向密封总级数为４８级，径向密封总级数为２０～２４ 级，总的密封压差 ｐ＞０５ＭＰａ． Δ 关键词：水轮机主轴；水介质；磁场分析；密封结构；参数设计 中图分类号：ＴＫ７３０；ＴＢ４２　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７４－８５３０（２０１４）０２－０１５１－０５ 　　　 于振燕，张玮．磁流体密封在水轮机主轴中的应用［Ｊ］．排灌机械工程学报，ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８５３０．１２．１１１８． Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｉｄｓｅａｌｉｎｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｒｂｉｎｅｓｈａｆｔ ＹｕＺｈｅｎｙａｎ，ＺｈａｎｇＷｅｉ （ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ，Ｇａｎｓｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｔｐｒｅｓｅｎｔｔｈｅｍａｉｎｓｈａｆｔｓｅａｌｉｎｇｄｅｖｉｃｅｏｆｈｙｄｒａｕｌｉｃｔｕｒｂｉｎｅｉｓｅａｓｙｔｏｗｅａｒａｎｄｔｅａｒ，ａｎｄ ｔｈｅｌｅａｋａｇｅｉｓｇｒｅａｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｓｏｌｖｅｉｔ，ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｉｄｓｅａｌｗｉｔｈｔｈｅａｄｖａｎｔａｇｅｓｏｆｎｏｃｏｎｔａｃｔ，ｎｏ ｗｅａｒ，ｓｅｌｆｈｅａｌｉｎｇ，ｌｏｎｇｌｉｆｅａｎｄｓｏｏｎｗｏｕｌｄｂｅｕｓｅｄｏｎｔｈｅｔｕｒｂｉｎｅｓｈａｆｔ．Ｔｈｅｏｉｌｂａｓｅｄｏｘｉｄｅｆｅｒｒｏ ｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｉｄｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｓｅａｌｉｎｇｗａｔｅｒｍｅｄｉｕｍｗａｓｕｓｅｄａｓｓｅａｌｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌａｎｄＮｄＦｅＢｐｅｒｍａｎｅｎｔ ｍａｇｎｅｔｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｈｉｇｈｍａｇｎｅｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓａｎｄｌｏｗｐｒｉｃｅｓｗａｓｕｓｅｄｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｎｅｘｔｅｒｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓｂｙｕｓｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓｓｏｆｔｗａｒｅｏｆｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ，ｉｔｉｓｓｈｏｗｎｔｈａｔ ｔｈｅｓｅａｌａｂｉｌｉｔｙｉｓｔｈｅｗｏｒｓｔａｎｄｆｉｒｓｔｔｏｓｅａｌｆａｉｌｉｎｔｈｅｐｌａｃｅｓｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｓｈａｆｔｓｉｄｅｉｎｔｈｅａｘｉａｌｓｅａｌａｎｄ ｃｌｏｓｅｔｏｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓｉｄｅｉｎｔｈｅｒａｄｉａｌｓｅａｌ，ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓｕｃｈａｓ