磁性流体密封中关键问题的研究

摘要

磁性流体作为一种新型功能材料，具有其独特的性质，随着社会与科技的进步，其应用领域会越来越广泛。到目前为止，磁性流体已经广泛应用于旋转轴的动密封、静密封、润滑、轴承、传感器元件、减振器、扬声器等，磁性流体的气体密封技术已经相当成熟，但是，为了进一步提高磁性流体密封件的密封能力与可靠性，我们新功能材料研究室在多年磁性流体密封的理论研究与实践过程中提炼出了几个有待研究的共性关键问题。 本论文主要围绕着提炼出的几个有待研究的共性关键问题展开： (1)设计了一种应用于单晶硅炉的磁性流体密封件，利用磁路原理计算了密封件的耐压能力； (2)使用磁荷法分析了拼接永磁体的磁场分布，利用磁路原理分析了使用拼接永磁体的磁性流体密封件密封间隙处的磁场强度、拼接永磁体缺口的大小对磁性流体密封件密封能力的影响； (3)根据实验结果分析了磁性流体在密封间隙中分布不均匀的部分原因，对于磁性流体在密封件中分布的无损检测提出了自己的思考； (4)由于原有实验台存在着一定的缺陷，为了保证实验数据的准确性，便于实验的进行，还对实验台进行了改进，同时提出了试验台整体结构改进的设想； (5)为了研究拼接永磁体缺口大小对使用拼接永磁体的密封件密封能力的影响，独立构思了四种不同结构的测量装置，最终选择了方案四的结构，测量了缺口空间的磁感应强度、极靴表面的磁感应强度、密封间隙处的磁感应强度。

目录

文摘

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声明

致谢

序

1绪论

1.1研究工作的目的、范围

1.2研究方法和实验设计

1.3预期结果

1.4磁性流体密封技术的国内外研究现状

1.4.1磁性流体的性质

1.4.2磁性流体应用于密封

1.4.3磁性流体密封理论方面的研究

1.4.4磁性流体密封实验方面的研究

1.4.5小结

2单晶硅炉用磁性流体密封件的设计

2.1选取极齿的结构型式

2.2永久磁铁的确定

2.2.1永久磁铁材料的选择

2.2.2永久磁铁尺寸的确定

2.3轴承的选择

2.4装配件与零部件的设计

2.5小结

3利用磁路原理计算密封间隙处的磁场强度

3.1磁路原理

3.2磁路计算

3.3小结

4实验台的改进设计与耐压测试实验

4.1实验台的改进设计

4.1.1过渡接盘的改进

4.1.2实验用测试芯轴及定位法兰的改进

4.1.3小结

4.2密封件耐压能力的测试实验

4.2.1实验

4.2.2实验结果分析

4.2.3小结

5拼接永磁体的磁场分布及密封间隙处的磁场强度

5.1利用磁荷法分析拼接永磁体的磁场分布

5.1.1磁荷观点

5.1.2用等效磁荷法计算带缺口拼接永磁体的磁场

5.2利用磁路原理分析使用拼接永磁体的密封件密封间隙处的磁场强度

5.3测量使用拼接永磁体的密封件密封间隙处的磁场强度

5.3.1实验装置的设计

5.3.2实验

5.3.3小结

6结论

6.1实验台的建设与实验研究方面

6.2理论研究方面

6.3有待继续研究与改进的问题

参考文献

作者简历