关键词：机械密封;;非接触式磁力机械密封;;磁感应强度;;电磁力;;密封性能
摘 要：本文为解决磁力机械油封静环磁性衰减问题和密封的不稳定性问题,提出了一种新型结构的磁力机械密封。通过对该结构的原理进行分析,建立了新型结构磁力机械密封在电磁场与端面流场下的数学模型。根据雷诺方程基础理论,运用有限差分法对数学公式和参数进行求值;利用MATLAB和ANSYS软件进行公式的编程计算和模型的电磁场仿真,得到磁场与密封性能变化之间的关系以及模型在磁场中的变化规律。通过对结果进行分析,揭示了新型磁力机械密封的优异性能,并解决了磁力油封的两个问题。为以后的磁力机械密封的应用提供了理论参考依据。并得出以下结果:1)通过对磁场性能参数求解可知,随着电流的增大,磁感应强度、电磁力、及平衡力的大小都随之增大;2)而随着膜厚在h03um的情况下,磁感应强度、电磁力、平衡力大小的变化趋势要缓慢些;3)通过对端面流体性能参数的求解可知,随着端面间隙厚度的增加,泄漏量随之增大,开启力、刚度和刚漏比逐渐减小;当端面间隙在h0=1~3um之间时,泄漏量呈现急剧上升,开启力、刚度、刚漏比都表现出急剧下降的趋势;而且泄漏量可达到小于0.2m3/h,流体刚度性能也得到了提升,因而得到较好的端面密封性能。综上分析可知,调节动环两端面的电磁力,控制密封端面流体膜厚度保持在h0=1-3um的范围内,此时机械密封件获得稳定、良好的工作状态。4)在静磁场模型分析中可知,给线圈通以0.2A~0.8A的电流时,磁力机械密封可获得均匀变化的磁通量密度云分布图和电磁力分布图。密封件可以通过给两端的线圈充以电流来给静环进行饱和充磁,从而解决了静环的消磁问题;由于可控的电磁力对密封端面起到了控制作用,使得端面密封得到了稳定的工作条件。
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