|
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.
Do'stlaringiz bilan baham: |
