磁流体密封件故障分析及结构改进设计.docx

磁流体密封件故障分析及结构改进设计裴宁(株洲市紫晨实业有限公司 磁流体密封件故障分析及结构改进设计 裴 宁 (株洲市紫晨实业有限公司, 湖南 株洲 412003) 摘 要: 简要介绍了磁性液体组成、磁性液体密封件的基本元件及各元件的作用, 说明了密封件的密封原理、 耐压能力计算和实际测试结果。 重点介绍了密封件的故障分析及采取的整改措施, 以供有关人员参考。 关键词: 磁性液体; 元件; 密封能力; 故障分析 中图分类号: TB 743 文献标识码: B 文章编号: 100220322 (2002) 0420053203 Trouble ana ly s is an d struc ture im provem en t of f errof lu id sea l in g P E I N in g (Z h u z h ou z ich en in d u s t ry C o. , L td , Z h u z h ou 412003, C h in a ) A bstra c t: T h is p ap e r syno t ica lly in t ro duce s co n st itu t io n o f fe r ro f lu id, com po nen t s o f fe r ro f lu id sea ling and u se s o f th e com 2 po nen t s, and exp la in s th e p r inc ip le o f sea ling and th e ca lcu la t io n o f th e ab ility to bea r p re ssu re w ith th e ac tua l te st re su lt s. T h e t ro ub le ana ly sis and im p ro vem en t a re stud ied a s a fo ca l po in t w h ich a re fo r re la t ive refe rence o n ly. Key word s: fe r ro f lu id; com po n en t; sea l cap ac ity; t ro u b le an a ly sis 磁性液体是用活性剂经特殊处理严密地包裹在 大约 10 nm 左右磁性颗粒表面, 并均匀分散在基液 当中混合而成一种固液相同时并存的稳定胶状液 体。 磁性液体由三部分组成即基液、强磁性颗粒、表 面活性剂。 目前用于真空密封的磁性液体一般都采 用酯基类或者合成油类。 这是因为这两种磁性液体 饱和蒸气压低, 使用寿命长, 并且能够满足真空氛围 的要求。 封和水密封作用。极靴是磁路的组成部分之一, 并与 转轴形成小间隙起聚集磁能容纳磁性液体作用。 磁 体为轴向冲磁, 给密封组件提供磁能。端面“O ”型圈 在这里主要起真空静密封作用。轴主要起承受载荷, 传递动力并与极靴组成磁路保证形成密封小间隙作 用。 水嘴起通水冷却作用。 磁性液体用于填充密封 组件与轴的间隙, 起隔绝动密封作用。轴承对轴起支 承作用, 以保证轴与密封组件获得设计的密封间隙。 分析了磁流密封件各元件的作用, 可以总结出磁流 密封件的工作原理: 磁性液体注入到由磁体、极靴、 轴所构成的磁回路的间隙中, 在磁场的作用下, 磁液 在间隙中形成数个液体“O ”形圈, 其数量与设计的 凸牙个数相等, 当磁液受到压差作用时, 磁性液体在 非均匀磁场的作用下微略移动, 产生对抗压差的磁 力, 达到新的平衡, 从而起到密封作用。 假设每一级 耐压能力为 ? P i , 则磁流密封件总的耐压能力为每 一级耐压能力之和, 即总耐压 ? P = 2 P i。 磁流密封 每级的最大耐压能力, 可由 ?P i = ΒrM s r B o 式中 M s —— 饱和磁化强度, 一般为 400 G s 1 磁性液体密封件密封原理、组成及耐压计 算和实测 磁性液体是一种既具有磁性又具有流动性的胶 状液体。 在没有磁场作用时, 它与普通液体相同, 可 以自由流动。如果加上磁场, 磁性液体的流变就受到 了磁场的控制。 磁性液体密封技术就是利用磁性液 体对磁场的响应特性而实现的。 图 1 为密封件基本 结构图, 其主要元件是由 11 外壳; 21“O ”型圈; 31 极 靴; 41 磁体; 51 端面“O ”型圈; 61 轴; 71 水嘴; 81 磁 性液体; 91 轴承等组成。 外壳主要起包容密封组件 等内部零件, 隔断密封组件与外界的磁路, 并与设备 定位连接的作用。“O ”型圈在这里主要起真空静密 收稿日期: 20022