【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 導(dǎo)率 5250 5 836 10100 10 800 12550 25 405 14550 50 233 16200 70 200 17500 100 140 18400 150 97 磁環(huán)的磁感應(yīng)強(qiáng)度可知，選擇 B==(此時(shí)的相對(duì)磁導(dǎo)率約為 200 )作為 模擬 軸上的設(shè)計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度，而軸的橫截面積為 S S= 42?? 而通過軸上的設(shè)計(jì)磁通為 ? 2 ????? ??SB = 104Wb 此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 16 (4)設(shè)計(jì)磁環(huán)磁通 m? :漏磁系數(shù) Kf采用 1. 3 設(shè)計(jì)值，總需要磁通 0? 0? ? Kf ? 考慮到主磁回路在密封間隙處的磁漏，總需要磁通和磁環(huán)磁通按 1: 1. 2的比例選 擇磁環(huán)磁通 m? m? = 0? = 104Wb = 104Wb (5)密封間隙 處 的設(shè)計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度 :為了保證密封間隙處的磁感應(yīng)強(qiáng)度B? 3000Gs，按 : 1 的比例設(shè)計(jì)密封間隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度，即密封間隙 處 的設(shè)計(jì)磁感應(yīng)強(qiáng)度為 。 (1)單磁極的最大密封級(jí)數(shù) n: 密封間隙中的有效磁通面積為 Sq Sq= 310? ? ? 每齒密封需要的磁通 ?? ）33 ()( ?? ?????????????? SqBqSqBq = ?? Wb 5 ?????????n ?? (2)單齒的密封能力 : 單個(gè)磁回路 由兩個(gè)小磁極和一個(gè)磁環(huán)組成。根據(jù)單磁極的最大密封級(jí)數(shù)和單齒的密封能力計(jì)算單磁極的最大密封能力，而由根據(jù)總的設(shè)計(jì)密封壓力、單齒的密封能力得到需要總的密封級(jí)數(shù)。由總的密封級(jí)數(shù)和單磁極的最大密封級(jí)數(shù)，得到需要的磁回路個(gè)數(shù)。 ?? 2m a x1 /23 ????? TLP () 此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 17 其中 L 是磁極的齒寬， ? 模擬艉軸的直徑，2max ggg AHBT ?＝ 1012N d為微粒直徑， ? 為間隙 將值代入 式 ()得 3291231 % ???? ??? ??????? ）（P =45360Pa (3)單個(gè)磁回路的最大密封能力 maxP maxP =2n?P=2 12 45360 =1089000 (4)需要的磁回路個(gè)數(shù) 即磁極對(duì)數(shù) m: 8900 0103 6 ???m 由于磁極對(duì)數(shù)不可能取小數(shù)，因此 取磁極對(duì)數(shù) m=3。 根據(jù)磁環(huán)的材料性能， 由 單個(gè)磁回路的特點(diǎn)確定磁環(huán)的尺寸。在磁環(huán)的尺寸參數(shù)中，磁環(huán)的內(nèi)徑可根據(jù)密封軸的直徑確定，磁環(huán)的內(nèi)徑要比密封軸稍大 (比如大 10 mm)。為了減小軸向尺寸和磁回路的長(zhǎng)度，磁環(huán)的厚度最好是在 510 mm 的范圍內(nèi)。再根據(jù)磁環(huán)磁通量、磁環(huán)的最大剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度確定等磁環(huán)的外徑。 1）磁環(huán)的軸向橫截面積 S： 4????? BS = 104m2 2）磁環(huán)的內(nèi)、外直徑： 由 221 4141 rRS ?? ??（ R為磁環(huán)外徑， r為磁環(huán)內(nèi)徑 ， 內(nèi)徑依據(jù)模擬艉軸的直徑為 20mm,選擇 r 為 30mm）得 此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 18 R=??24 rS? =? ?234 )1030( ?? ???? = 103? m 由此可取大概值 R=48mm，即 確定磁極的外徑為 48mm，同時(shí)由磁極與套筒的配合關(guān)系可以得知套筒的直徑為 48mm。 1） 密封磁極 的長(zhǎng)度 L1 L1 = 2n h=2 12 310? =36 310? m 其中， h 是密封齒的厚度。 2） 軸承的間距 L2 為了保證密封軸在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的同軸性，按 2. 5: 1 的比例選擇磁極總長(zhǎng)度和軸承間距 比 ，故軸承的間距 L2 L2= L1 / =36 10 一 3/ = 103m 3） 密封 套筒的長(zhǎng)度 L L=6 L1 + L2 +3L3+L4=6 36++3 20+5 = 其中是 L3磁環(huán)的厚度， L4是密封軸與軸承的隔離距離。 船舶艉軸磁流體密封實(shí)驗(yàn)裝置的動(dòng)力源及傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì) 密封實(shí)驗(yàn)裝置電動(dòng)機(jī)的選擇 螺旋槳的設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)速度 n=750r/min（這個(gè)轉(zhuǎn)速是水面艦船主推常規(guī)轉(zhuǎn)速） ， 為了便于換樣試驗(yàn)的拆裝方便， 及價(jià)格因素的考慮， 采用 550W、同步轉(zhuǎn)速 1500r/min 的 Y8014 的 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 確定 傳動(dòng)比 i： i=21nn = 7501500 =2 此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 19 即經(jīng)過 V帶傳動(dòng)的傳動(dòng)減速比為 2，即通過一級(jí) V 帶傳動(dòng)將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)速度降到密封裝置中模擬艉軸的預(yù)定轉(zhuǎn)速 。 在傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中， 主要考慮了齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)兩種傳動(dòng)方式，兩種傳動(dòng)方式各有其特點(diǎn)，需要綜合考慮本文密封裝置的需要。 齒輪傳動(dòng)的主要特點(diǎn)有： 效率高；在常用的機(jī)械傳動(dòng)中，以齒輪傳動(dòng)的效率為最高。 節(jié)構(gòu)緊湊，在同樣的使用條件下，齒輪傳動(dòng)所需的空間尺寸一般比較小 。工作 可靠、壽命長(zhǎng)；設(shè)計(jì)制造正確合理、使用維護(hù)良好的齒輪傳動(dòng)，工作十分可靠，壽命可達(dá)一、二十年，這是其他機(jī)構(gòu)所不能比擬的。傳動(dòng)比穩(wěn)定 傳動(dòng)比穩(wěn)定往往是對(duì)傳動(dòng)性能的基本要求。齒輪傳動(dòng)的制造及安裝精度要求高，價(jià)格較貴 帶傳動(dòng)的特點(diǎn)： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，傳動(dòng)平穩(wěn)，造價(jià)低廉及能夠緩沖吸振 ， 這種方案較易實(shí)現(xiàn) 。其缺點(diǎn)是 由于存在彈性滑動(dòng)和打滑現(xiàn)象，不能保持穩(wěn)定的平均傳動(dòng)比 并不很精確，對(duì)于研究船舶艉軸轉(zhuǎn)速與船舶艉軸磁流體密封耐壓能力的定量關(guān)系有影響，但是，最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)于實(shí)現(xiàn)定性分析沒有明顯影響，證明這種傳動(dòng)方式還是較為成功的。 此 外， 由于 V 帶傳動(dòng)能傳遞較大的功率，所以在傳遞相同功率的情況下，V 帶 傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)比較緊湊。因此，本文實(shí)驗(yàn)裝置選用 V 帶傳動(dòng) ，并依據(jù) V 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)步驟進(jìn)行以下設(shè)計(jì)： 1）確定計(jì)算功率 Pc Pc= AK P= ?? = 式中 P—— 傳遞的名義功率， kW。 KA —— 工況系數(shù)， 由于實(shí)驗(yàn)裝置的載荷變動(dòng)較小，選擇工況系數(shù)為 。 2）選擇帶型 由 Pc= n=1500r/min 可以查普通 V 帶選型圖，得出應(yīng)該選擇此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 20 的帶型為 A系列。 3） 選取帶輪基準(zhǔn)直徑 d1 和2d,驗(yàn)算帶速 V 由于 d1 小，則帶傳動(dòng)外廓尺寸小， d1 但過小，彎曲應(yīng)力 1b? 過大，故帶輪直徑應(yīng)予以限制，設(shè)計(jì) 時(shí) 滿足 d1 mind? ，并符合基準(zhǔn)直徑系列。 d1 =75 則2d=id1 (1）? =2 75 = mm148? V=? d1 n= =由于 sm/ 〈〈 ，即 V帶轉(zhuǎn)速在要求的范圍內(nèi)，可以選用。 4）確定中心距 a 和 V 帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld 帶傳動(dòng)的中心距過大，將引起帶的抖動(dòng)，中心距過小，單位時(shí)間內(nèi)帶繞過帶輪的次數(shù)增多，使帶的壽命降低。 由 )(2) 21021 ddadd ????（ 計(jì)算 得 4460 ??a a0 取 250 即 可滿足要求。 V帶的基 準(zhǔn)長(zhǎng)度 Ld mma ddddaL d )()(22 0 212120 ?????? ? 2． 5本章小結(jié) 本章確定了磁流體密封實(shí)驗(yàn)裝置的總體方案， 并且設(shè)計(jì)出了磁流體密封實(shí)驗(yàn)裝置的具體結(jié)構(gòu)， 如殼體、磁環(huán)、磁極、電機(jī)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等。接著 進(jìn)行了 各部件的材料 選擇及參數(shù)設(shè)計(jì)，主要是單級(jí) 磁通、單級(jí)密封能力、密封裝置所需磁極對(duì)數(shù)、電機(jī)及傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 21 第 3章 密封實(shí)驗(yàn)裝置的磁場(chǎng)分析與耐壓公式推導(dǎo) 密封實(shí)驗(yàn)裝置磁場(chǎng)分析與計(jì)算 密封實(shí)驗(yàn)裝置的磁場(chǎng)特點(diǎn)。 磁流體密封裝置中，采用聚磁結(jié)構(gòu)，使得密封 間隙內(nèi)磁場(chǎng)強(qiáng)度遠(yuǎn)高于間隙外磁場(chǎng)，這樣，在密封間隙中注人磁流體后，磁流體被吸附在密封間隙中并將其充滿，并且處于對(duì)稱的位置。當(dāng)密封間隙兩側(cè)壓力不等時(shí)，磁流體在磁場(chǎng)中發(fā)生轉(zhuǎn)移，被擠向壓力較低的一側(cè)，從而使高壓側(cè)的磁流體表面處于較高的磁場(chǎng)位置，而低壓側(cè)磁流體表面處于較低的磁場(chǎng)位置，由于兩表面間磁場(chǎng)強(qiáng)度差而產(chǎn)生磁壓，此磁壓與外部壓差平衡，從而實(shí)現(xiàn)了密封目的。其磁場(chǎng) 由于裝置自身結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)， 具有如下特征 : (1)磁場(chǎng)的對(duì)稱性 本文 的磁流體密封是一個(gè)軸對(duì)稱結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性導(dǎo)致了磁場(chǎng)具有軸 對(duì)稱 。 (2)介質(zhì)邊界的復(fù)雜性 磁流體密封中的多級(jí)結(jié)構(gòu)以及不同的 齒 型使得磁流體密封的介質(zhì)邊界比較復(fù)雜 。 (3)穩(wěn)態(tài)非線性強(qiáng)磁場(chǎng) 由于磁流體密封以 永 磁體作為磁源，密封件間裝配關(guān)系固定，且沒有其它干擾因素，因此磁流體密封的磁場(chǎng)是一個(gè)穩(wěn)態(tài)磁場(chǎng)此外密封間隙中的磁場(chǎng)很強(qiáng)，往往接近導(dǎo)磁材料的飽和磁化點(diǎn)，這使得部分磁介質(zhì)總要上作在介質(zhì)磁導(dǎo)率變化很大的非 線 性 階段。 密封間隙 處 的磁導(dǎo)率 Pq,梯形齒型的 磁阻分析如下圖： 此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 22 圖 梯形齒型的磁阻分析 設(shè)密封角為 ? ，密封間隙為 ? ，齒厚為 L，齒距為 h，齒槽的磁導(dǎo)為 Pc，齒尖的磁導(dǎo)為 Pa，齒尖到密封軸所包含間隙的磁導(dǎo)為 Pb， ? 是密封軸直徑。 (1)齒槽的磁導(dǎo) Pc: 設(shè)齒邊到軸的距離為 y ??? ?? )(tgy () 對(duì)應(yīng)于沿軸向的微小單元 ? x，如圖 52 中的 (b)，齒邊的有效磁通作用面積 )2( yxS ???? ?? () 所以對(duì)應(yīng)于 ? X，齒邊的有效微小單元磁導(dǎo) ? Pc y yxySPc ???? )2(00 ?????? () 其中， 0? 為真空磁導(dǎo)率。 故齒槽的磁導(dǎo) Pc dxy yP c dxPc hh ??? )2(22 02/02/0 ???? ?? () 求解得 : ?????? ?????? ??????? ???? ???????? ln2)(ln2)(2)(10 htgtghtgPc () 本文 的參數(shù)如下， b = mm； ? =600； L= mm； h= mm； ? =20mm； 代入式（ ） 后得到 此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 23 Pc =15. 5 (2)求齒尖的磁導(dǎo)率 Pa: 磁力線通過的有效長(zhǎng)度 La La2)( htg?? () 磁力線通 過的有效面積 Sa )((]22)(2[21 lhhtgSa ???? ???? () 因此得到以下公式 ： htgLhhtghtgLhhtgP a )( )(]2)([2)()(]22)(2[212020 ?????????? ?????????? () 將參 數(shù) 代入公式 （ ） 得 Pa=1156， (3)齒尖到軸所包含間隙的磁導(dǎo) Pb: 0)2( ?? ??? LbP ?? (） 將各參數(shù)代入 式 ()，求得 : Pb=? = 由一個(gè)齒槽和一個(gè)齒尖及到其到軸的空隙所組成的單元，其磁阻為 Rabc， Rabc=Pa1 ∥ Pb1 ∥ Pc1 () 將 Pa=1156,Pb=,Pc= 代入得 Rabc=， 故密封間隙的磁阻 R R=abcRN1=(abcRL hL )2/? () 再將各參數(shù)代入 式（ ） 得 R= ?? = 磁導(dǎo)率 Pq Pq= 11 ?R = 由此可以看出，梯形齒型的磁導(dǎo)率較高， 有很強(qiáng)的導(dǎo)磁效果， 且具有較此說明書為完整版本，下載無須修改，直接可用！需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 360702501 24 大的磁場(chǎng)梯度，適 用 于磁流體密封實(shí)驗(yàn)裝置 。 常用耐壓公式推導(dǎo) 在真空密封、防塵密封等低壓密封時(shí)，由 于密封壓力較低，以模糊的密封耐壓公式或經(jīng)驗(yàn)公式作為設(shè)計(jì)指導(dǎo)，設(shè)計(jì)的密封 裝置 也比較容易滿足密封的需要。 （ 1） 鄒繼斌在《 磁性流體密封原理與設(shè)計(jì)》中，提