磁力泵永磁推力轴承研究

摘要

对于石油、化工行业而言，在生产流程中，输送的大多数物料都属于有毒、有害、易燃、易爆、强酸、强碱等介质。传统的物料输送过程中往往很难避免泄漏，这些物料的泄漏一方面会造成贵重物料的损失;另一方面还会造成环境的污染;严重的还会引起爆炸，造成人身和财产的重大损失。所以密封问题对于石油、化工行业而言显得至关重要。
　　采用磁传动来解决动密封所存在的轴封泄漏问题的技术是近几十年研发出来的一项高新技术，它是动密封传动技术发展史上的一个重要的里程碑，它开拓了动密封技术的新领域，促进了动密封传动技术的快速发展。该技术的主要特点是可以实现零泄漏的绝对密封传动。主要用于应用真空系统以及腐蚀、贵重介质输送系统。尤其是应用磁力泵替代了传统石油化工泵后，完全解决了石油化工泵轴封泄漏问题，提高了石油化工泵的传输效率，减少了贵重介质的泄漏损耗，降低了腐蚀介质对环境的污染，对国民经济的发展和环境保护工作产生了积极的意义。
　　然而，从磁力泵实际使用现场发现，止推轴承的磨损与破裂一直是其常见故障之一。
　　为了保证止推轴承可以长时间，安全稳定的工作，就必须平衡泵内的轴向力。多年经验表明，磁力泵的寿命与轴向力是否平衡有直接的关系。因此，如何平衡磁力泵转子的轴向力是磁力泵设计的关键技术之一。
　　本文针对卧式磁力驱动单级离心泵，在查阅国内外有关参考文献的基础上，提出了采用永磁悬浮推力轴承来代替传统止推轴承的新方法，解决了磁力泵工作现场止推轴承磨损与破裂的问题。实现负载与壳体之间无接触传动，从而消除摩擦，减小振动，消除噪音，提高磁力泵传动效率和寿命。

目录

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摘要

插图索引

附表索引

第1章 绪论

1．1 磁力泵的工作原理与结构特点

1．1．1 磁力泵的工作原理

1．1．2 磁力泵的结构特征

1．2 磁力泵的特点

1．3 磁力泵的经济效益与社会效益

1．4 磁力泵国内外研究现状

1．4．1 国外磁力泵的发展现状

1．4．2 国内磁力泵的发展现状

1．4．3 磁力泵的总体发展趋势

1．5 本文研究内容及意义

1．6 本章小结

第2章 磁力泵轴向力分析

2．1 磁力泵轴向力分析

2．2 传统磁力泵轴向力平衡方法

2．3 创新磁力泵轴向力平衡方法

2．4 本章小结

第3章 永磁悬浮推力轴承设计

3．1 磁悬浮轴承发展概述

3．2 永磁悬浮推力轴承的磁路设计

3．3 永磁悬浮推力轴承磁性材料的选择

3．3．1 磁性材料发展概述

3．3．2 磁性材料的选择

3．3．3 磁环参数设计

3．3．4 永磁悬浮推力轴承结构

3．4 永磁悬浮推力轴承磁浮力数学建模

3．4．1 用Maxwell应力张量法计算磁力

3．4．2 用虚功原理计算磁力

3．5 永磁悬浮推力轴承磁力计算的数值方法

3．5．1 Maxwell应力张量法对应的数值方法

3．5．2 虚功原理对应的有限元法

3．6 永磁悬浮推力轴承磁力仿真及实验对比

3．6．1 永磁悬浮推力轴承磁力仿真

3．6．2 永磁悬浮推力轴承磁浮力实验

3．7 本章小结

第4章 磁力泵轴系装配

4．1 永磁悬浮推力轴承的装配

4．1．1 磁环的装配

4．1．2 磁环间隙的确定

4．1．3 永磁悬浮推力轴承表面处理

4．2 滑动轴承

4．3 永磁悬浮推力轴承的冷却

4．4 本章小结

总结

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录