往复轴磁性液体密封间隙内磁性液体流动机理的研究

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往复轴磁性液体密封间隙内磁性液体流动机理的研究‘

李德才１，兰惠清１，白晓旭１，杨庆新２

ｌ北方交通大学机械与电子控制工程学院．北京ｌ０００４４；２．河北工业大学电气信息学院，天津３００１３０）

摘要：为了解决往复轴磁性液体密封中存在的问题．我们研究了往复轴以不同速度和行程运动时．密封间隙内磁性液体的流动状态。重点研完了：往复轴密封间隙婀磁性液体流动机理；往复轴运动所带走磁性液体的量｝往复轴磁性液体密封的失效原因；设计往复轴磁性液体密封的新结构．实践表明所设计的新结构在某些应用场合是非常有效的。关键词：密封间隙：往复轴；磁性液体中闰分类号：ＴＨｌ３６

文献标识码：Ａ

文章编号：ｌＯＯｌ一９７３１（２００３）０２一０１５ｌ—０２性液体损失量通过显微镜直接被观察和记录。

实验中所采用的磁性液体为酯基磁性液体

３实验结果

３．１

密封齿下磁性液体流动的机理

当往复轴以一个确定的建度运动时，我们以其中一个密封

齿Ｆ的磁性液体作为研究对象，拍摄了密封间隙中磁性液体流动的照片．见图２．

１

引占

｛｛＿复轴磁性液体密封不同于旋转轴磁性液体密封．人们自

８０年代中期才开婿对它进行研究，至今，无论在理论上及应用

卜都有很多问题需要解决．尤其是密封间脯内磁性液体的流动

和往复轴的速度与位移之间的关系；密封闯隙内磁性液体由于往复轴的运动而引起的损失量与往复轴的速度与位移之问的关系；往复轴磁性液体密封的失效机理和具有实用价值的往复轴

硪性液体密封结构的设计．在奉文中作者研究了上述问题，并蒋所设计的往复轴磁性液体密封新结构应用列实际真空采中。实践表明，这种新结构极大地提高了往复轴磁性液体密封寿命．具

有很高的。豇用价值。田２往蔓轴运动行程为５ｍｍ，注＾磁性液体体积约为ｓｍｍ：

２

实验过程

时密封ｊ司隙内碰性液体的形状

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２

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实验是在如蹋１所示的实验台上进行的?

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将７ｍｍ３的磁性液体注入密封间隙内，我们拍摄丁磁性液体流动的照片，见图３．

在表ｌ中．列出了当往复轴的位移为５ｍｍ时．注入磁性液体体积分别为５ｍｍ４和７ｍ时时，往复轴以不同速度运动时磁性液体的位移．

衰１

当轴以不同速度运动时磁性液体位移的关系

ＴａｂｌｅｌＤｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｏｆｍａｇｎｅｔｉｅ

ｌｉｑｕｉｄ

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图１分析密封问隙由磁眭液体流动机理的实鞋台

Ｆ蟮ｌＥｘｐｅｒｌｍｅｎｔａ【ｆａｃｉｌｉ‘ｙ

ｆｏｒａｎａｌｙｚｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｌｉｑｕ讨ｎｏｗｉｎ

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５ｅａｌ

９８ｐ

实验台由摄像机、显微镜、步进电机与控制系统、高精度导轨、岔复运动轴、极靴、永久磁铁和密封问隙内的磁性液体组成．

当驱动电源以不同的颧率驱动步进电机带动往复轴运动时．密封齿和莅复轴问隙内磁性液体的流动机理和被往复轴带走的磁

ｔｈｅｓｈａｆｔ

（ａ）牲蔓轴曲行租曲５ｍｍ，

（ｂ）往置轴的行牲为５ｍｍ，

密封阃隙内磁－睦液体为５ｍⅨＰ

密甘间隙内磁性’裹件锥积为７ｍ一

速度住穆（ｐｍ）

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７０

５０

８０

基金项目：闰家自彝！；科学墓金资助项目（５９７ｕ５００４）

收稿日期：２００２—１０

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通讯怍着：辛德才

作者简介：事德才（１

９６５一Ｊ，男．河北沧州人．教授．博士，主要从事纳米融性液体的鲤沧及应用研究．

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