低温大直径磁性液体密封起动扭矩的探究.pdfVIP

566 功 能 材 料 2004 年增刊 （35 ）卷 低温大直径磁性液体密封起动扭矩的研究* ∗ 李德才，许海平，廖 平，崔海蓉 （北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京 100044 ） 摘 要：制约低温大直径磁性液体密封在实际应用中 的关键因素之一是起动扭矩过大。为了使低温大直径 1 2 3 磁性液体密封在实际中得到很好的应用，我们制备了 耐低温磁性液体，测定了该磁性液体的粘温性能。以 -40℃，直径为140mm 的磁性液体密封为例，在低温 4 5 室内研究了影响磁性液体密封起动扭矩大小的因素， 如磁性液体注入量，密封的级数、常温 （15℃）下放 置的时间等。从一般形式的Navier-Stokes 方程出发， 图1 磁性液体低温密封实验装置 考虑磁性液体在低温下的粘度变化，推导了低温大直 1-电机，2-转矩转速仪，3-磁性液体密封装置， 径磁性液体旋转密封扭矩公式，并对实验结果进行了 4- 显示仪，5-低温室 理论分析。利用这些研究结果所设计的低温大直径磁 Fig 1 The experimental apparatus 性液体密封被授予了国家发明专利，在某些领域得到 1.electric motor 2.torque-speed indicator 3.magnetic 了广泛应用。 fluid sealing 4.display devices 5.low temperature room 关键词：磁性液体；起动扭矩；低温；大直径 磁性液体密封装置的结构图如图2 所示： 中图分类号：TF 125.8 文献标识码：A 文章编号：1001-9731 （2004 ）增刊 1 引 言 [1~3] 通常条件下的磁性液体密封至今已相当成熟 ， 然而有关低温大直径磁性液体旋转密封在实际应用 中还没见公开报道。制约低温大直径磁性液体密封在 Enlarged Section A 实际应用中的关键因素之一是起动扭矩过大。为了降 Lh=2.5 ；Lt=0.5 ； Ls=1.5 ； 低低温大直径磁性液体密封的起动扭矩，作者制备了 Lg=0.09 ；D1=140 耐低温磁性液体，并测量了其粘温性能，研究了影响 磁性液体密封起动扭矩大小的因素，实验结果表明， 起动扭矩随磁性液体注入量的增加而增加，随密封级 数增加而增加，随常温下放置的时间增加而增加。在 图2 磁性液体密封装置的结构图 文献[2][3][4] 的基础上，作者推导了低温大直径磁性 1 小端盖、2 轴承、3 垫片、4 外套、5 永磁铁、6 极 液体旋转密封的扭矩公式，并对实验结果进行了理论 靴、7 磁性液体、8 调节垫片、9 大端盖、10 轴套 分析。 Fig 2 The structure of magnetic fluid sealing device