【摘 要】
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磁性液体密封具有零泄漏、可靠性高等优点,在现代工业设备中得到了广泛应用。提高磁性液体密封的耐压能力,减轻密封装置的重量,对降低经济成本和扩大磁性液体密封的应用范围有重大意义。为进一步提高磁性液体密封的耐压能力,本文设计出了一种对齿磁性液体密封装置。目前关于对齿磁性液体密封的研究内容较少,本文综合考虑对齿磁性液体密封的实际应用条件,对其聚磁结构进行设计和分析,从理论研究、仿真分析和实验验证等方面探讨
【基金项目】
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高速磁性液体旋转密封的理论及应用研究（3182013）项目；
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磁性液体密封具有零泄漏、可靠性高等优点,在现代工业设备中得到了广泛应用。提高磁性液体密封的耐压能力,减轻密封装置的重量,对降低经济成本和扩大磁性液体密封的应用范围有重大意义。为进一步提高磁性液体密封的耐压能力,本文设计出了一种对齿磁性液体密封装置。目前关于对齿磁性液体密封的研究内容较少,本文综合考虑对齿磁性液体密封的实际应用条件,对其聚磁结构进行设计和分析,从理论研究、仿真分析和实验验证等方面探讨了影响对齿磁性液体密封耐压能力的主要因素,具体研究内容如下:（1）搭建对齿磁性液体密封平面观察装置,研究了对齿磁性液体密封的密封特性,得出对齿密封为逐级失效,齿槽结构有利于磁性液体密封的自恢复。模拟安装误差制造极齿偏移,偏移改变了密封间隙的磁场分布,影响密封耐压能力。（2）研究了齿形参数对磁性液体密封耐压性能的影响,综合考虑齿形参数及加工工艺要求,设计了对齿磁性液体旋转密封装置,并提出对齿密封的装配方法。（3）应用Maxwell得出典型结构和对齿结构磁性液体密封的磁场分布特性,验证装置设计的合理性,并计算出理论耐压。应用Fluent对典型结构和对齿结构磁性液体密封进行流场仿真,得出密封间隙处的压力及流速分布,对齿结构降低了压力出口泄漏,有利于提升密封耐压强度。（4）搭建磁性液体旋转密封装置,完成了静密封实验,对齿结构最大耐压为550k Pa,较典型结构提高了39.9%。研究了转速与耐压和转矩的关系。对齿结构耐压强度受转速影响较大,在相同转速下,对齿结构受到的摩擦力矩低于典型结构。（5）模拟安装误差进行偏移实验,极齿偏移造成的齿间最小密封间隙变化是影响对齿磁性液体密封耐压能力的关键因素。自恢复性实验研究表明,低速时对齿结构自恢复性好,高速时涂平对齿结构可以提高对齿磁性液体密封的自恢复性。图62幅,表18个,参考文献70篇。
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