Повышение надежности и долговечности машин и механизмов 1 федеральное государственное бюджетное

Проблемы износа в машинах и механизмах 
________________________________________________________________________________ 
429 
кр
З
P
P
К



/
(1) 
Величина коэффициента запаса зависит от конкретных условий эксплуатации, 
к которым относятся: 
- требуемый ресурс работы; 
- скорость вращения герметизируемого вала; 
- температура герметизируемой среды в области контакта с магнитной жидко-
стью; 
- физическое состояние герметизируемой среды: вакуум, газ, пар, жидкость, 
брызги жидкости; 
- состояние среды по отношению к магнитной жидкости: нейтральная или 
агрессивная.
Обычно величина коэффициента запаса для МЖГ составляет 
.
0
,
3
5
,
1


З
К
При эксплуатации МЖГ с течением времени происходит снижение критиче-
ского перепада давлений, а значит и коэффициента запаса по давлению. Это обуслов-
лено изменениями, происходящими в магнитной жидкости. Они вызваны влиянием 
температуры, градиента магнитного поля и сдвиговыми усилиями.
Эксплуатационные характеристики МЖГ ухудшаются вследствие образования 
агломератов в магнитной жидкости. Они вызывает нарушение еѐ однородности и 
снижение устойчивости, что является причиной нарушения герметичности и приво-
дят к изменению фрикционных характеристик герметизатора.
При герметизации жидких сред происходит механическое взаимодействие гер-
метизируемой среды и МЖ, что вызывает еѐ вымывание из рабочего зазора гермети-
затора и, в итоге, к нарушение его герметичности.
МЖГ теряет свою работоспособность при потере герметичности и превышении 
момента трения выше допустимого значения: 
кр
P
t
P



)
(
, 
доп
ТР
M
t
M

)
(
(2) 
В [2] введено понятие единичного уплотнителя, что позволяет анализировать 
эксплуатационные параметры и работоспособность МЖГ.
Для оценки изменения величины критического перепада давлений использо-
вался стенд, представленный на рис.1. 
Стенд состоит из постоянного магнита 1, полюсных приставок 2, концентриче-
ски охватывающих вал 3 и сменных насадок 4 с помощью которых можно изменять 
геометрию уплотнителя.
вода
5
6
2
1
8
7
4
2
3
10
9
Рис. 1.
Экспериментальный стенд для исследования критического перепада давлений МЖГ 

---

НАДЕЖНОСТЬ И ДОЛГОВЕЧНОСТЬ МАШИН И МЕХАНИЗМОВ 
________________________________________________________________________________ 
430 
Вращающийся вал 3 установлен в немагнитопроводном корпусе 5, а его враще-
ние происходит в подшипниках 6. В стенде предусмотрено охлаждение зоны уплот-
нителей, которое осуществляется через каналы 7, выполненные в полюсных пристав-
ках 2. Подача охлаждающей жидкости осуществляется через штуцер 8. Электродви-
гатель 9 приводит вал во вращение. Перепад давлений, создаваемый внешним насо-
сом, фиксируется манометром 10.
Методика контроля изменения перепада давлений МЖГ заключается в следу-
ющем. На стенде устанавливаются требуемые эксплуатационные параметры: ско-
рость вращения вала, величина магнитной индукции, температура в зоне уплотните-
ля, которая контролируется с помощью термопары. После заправки МЖ в рабочий 
зазор МЖГ вал приводился во вращение с заданной скоростью. 
Через требуемый промежуток времени проводится контроль критического пе-
репада давлений. Затем МЖ удаляется и осуществляется заправка стенда новой маг-
нитной жидкостью. Время испытаний увеличивается. Перераспределение частиц МЖ 
в неоднородном магнитном поле герметизатора приводит к увеличению его критиче-
ского перепада давлений [3 - 5]. Затем строится зависимость 
)
(
t
f
P
кр


для МЖГ. 
Изменение перепада давлений герметизатора в течение времени его работы свиде-
тельствует о прекращении переходного процесса.
Для исследования моментов трения МЖГ предназначен стенд (рис.2) [5]. 
N
N
N
S
S
9
4
8
7
6
2
3
1
5
10
16
17
14
12
11
15
13
Рис. 2.
Стенд для измерения моментов трения МЖГ 
Внутри неподвижного корпуса 1, через подшипники 2 установлена цилиндриче-
ская гильза 3. Полюсные приставки 4 МЖГ охватывают вал 5, на котором установле-
на втулка 6. Изменение наружного диаметра втулки, приводит к изменению величины 
рабочего зазора, что позволяет проводить измерение момента трения для различных 
величин рабочих зазоров. Под крышкой 7 образована полость 8, в которой находится 

---