Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

A. M. Vlasov, V. A. Poletaev 
INCREASING RESOURCE AND RELIABILITY OF DEVICES WITH NANODISPERSED 
MAGNETIC LIQUID 
Keywords:
bearing, magneto-liquid device, electric motor, ferro-magnetic fluid, sealing. 
Abstract:
It is proposed to increase the reliability of devices with nanodispersed magnetic 
fluid after surface machining to undergo plastic surface deformation simultaneously with the appli-
cation of a non-magnetic coating, after which the device creates a magnetic field and introduces 
nanodispersed magnetic fluid. 
Магнитожидкостные устройства предназначены для герметизации вводов вра-
щательного, поступательного и более сложных видов движения, а также неподвиж-
ных соединений в вакуумных, пневматических и гидравлических системах. Магни-
тожидкостные устройства имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными 
уплотнениями (сальниковыми, манжетными, лабиринтными, щелевыми и др.): про-
стота технического обслуживания; незначительные эксплуатационные расходы, от-
сутствие износа вала и низкие потери мощности двигателя на трение вследствие чи-
сто жидкостного механизма трения в зазоре между устройством и валом; практически 
6
© Власов А. М., Полетаев В. А., 2020 

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
22 
нулевые утечки герметизируемой среды при заданных условиях работы; способность 
магнитных жидкостей выталкивать наружу попадающие в рабочий зазор немагнит-
ные частицы пыли и влаги и способность к самозалечиванию. Магнитожидкостные 
устройства сохраняют работоспособность в любом пространственном положении, в 
условиях переменных и знакопеременных давлений и вибрационных воздействий, в 
стояночном и динамическом режимах. 
Устройства применяются на электродвигате-
лях с целью защиты подшипников и других внутренних деталей двигателя от воздей-
ствия влаги и пыли, увеличивая его ресурс. Герметизация двигателя осуществляется 
по вращающемуся валу. В основе принципа действия магнитожидкостного устрой-
ства лежит уникальное свойство ферромагнитной жидкости удерживаться в зазоре 
между неподвижным и подвижным узлом при помощи создаваемого магнитного по-
ля. Магнитожидкостное устройство выполняется в габаритах крышки подшипника 
электродвигателя и устанавливается непосредственно на него. 
Известен способ повышения ресурса и надежности устройств с нанодисперсной 
магнитной жидкостью [1-2], включающий обработку поверхностей магнитопроводя-
щих деталей, контактирующих с нанодисперсной магнитной жидкостью, механиче-
ским или гальваническим способом для понижения высоты и шага неровностей ше-
роховатой поверхности. Поверхности магнитопроводящих деталей, контактирующих 
с нанодисперсной магнитной жидкостью, дополнительно подвергают пластическому 
поверхностному деформированию, после чего в устройстве создают магнитное поле и 
вводят нанодисперсную магнитную жидкость. Недостатком данного способа является 
необходимость использования отдельной технологической операции пластического 
поверхностного деформирования поверхностей магнитопроводящих деталей, контак-
тирующих с нанодисперсной магнитной жидкостью, что усложняет и удлиняет об-
щую технологию производства магнитожидкостных устройств и увеличивает их се-
бестоимость. 
Момент трения является одним из важнейших параметров магнитожидкостных 
устройств, который влияет на величины передаваемых моментов и мощности [3-5]. 
На момент трения магнитожидкостного устройства влияют: величина рабочего зазо-
ра, включающая величины шероховатости поверхностей полюсов и втулки, контак-
тирующих с магнитной жидкостью, напряженность магнитного поля, вязкость ис-
пользуемой магнитной жидкости, градиент скорости сдвига в рабочем зазоре устрой-
ства.
Известно, что после механической обработки на поверхностях деталей образу-
ются микронеровности [6-7]. Однородное магнитной поле около шероховатой магни-
топроводящей поверхности перераспределяется и становится неоднородным. Рельеф 
поверхности состоит из чередующихся впадин и выступов. При расположении таких 
поверхностей в магнитном поле микронеровности становятся концентраторами линий 
векторного магнитного потенциала. Если поместить около шероховатой поверхности 
мелкодисперсную магнитную среду, например, магнитную жидкость, то магнитные 
частицы будут стремиться попасть в зону, где напряженности поля максимальна, то 
есть к вершине выступа, создавая здесь повышенную концентрацию частиц. Верши-
ны выступов покрываются слоем частиц, которые прочно удерживаются на поверхно-
сти. Магнитные частицы выстраиваются также в цепочки по линиям магнитного по-
ля. Силы взаимодействия между частицами, тем выше, чем сильнее напряженность 
магнитного поля. Прочность цепочек из частиц существенно выше около вершин вы-
ступов шероховатой поверхности, чем на некотором удалении, где поле равномерное. 

---