本文關(guān)鍵詞：非接觸式磁力密封結(jié)構(gòu)設(shè)計與分析

  更多相關(guān)文章： 非接觸式磁力密封 流體膜特性 電磁力 結(jié)構(gòu)設(shè)計 密封性能 電磁場仿真

【摘要】：隨著科學材料和制造技術(shù)的不斷進步，各種旋轉(zhuǎn)機械正朝著高性能化發(fā)展，使得機械密封技術(shù)變得更高級化和復雜化，同時出于環(huán)境保護的需要，人們對機械密封的創(chuàng)新和實用化性能要求也越來越高，這也對密封穩(wěn)定性、可靠性和壽命提出了更高的要求。但是傳統(tǒng)的的機械密封是難以達到上述要求的，因此必須研究開發(fā)新型的機械密封裝置以滿足工業(yè)生產(chǎn)和特殊情況的需要，也亟需新理論和新技術(shù)、新材料等作為支撐。隨著電子技術(shù)、磁性材料、控制工程等學科的迅速發(fā)展，，擁有優(yōu)良性能的磁場受到了極大關(guān)注，其有很大的發(fā)展和應用前景。 本文提出了應用磁場力的非接觸式機械密封方式，對其密封原理進行了介紹，通過圖示對端面的受力情況進行了分析。 流體膜特性參數(shù)和電磁力的計算。根據(jù)流體動力學和納維—斯托克斯方程組（N-S）得到平行平面間隙膜壓、承載力、泄漏量等流體膜特性參數(shù)。根據(jù)電磁場的基本理論，分析和比較了數(shù)值計算法和磁路法兩種磁感應強度的計算方法，以及虛位移法和麥克斯韋應力法兩種電磁力的計算方法，由此推導出磁感應強度和電磁力的理論計算公式。 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計。包括對控制系統(tǒng)中的傳感器、控制器、功率放大器選型，對線圈的選擇和設(shè)計，對密封副的材料選擇。同時根據(jù)密封和電磁學的要求，采用磁路法，根據(jù)磁極面積，對密封副的結(jié)構(gòu)參數(shù)進行了設(shè)計。 密封端面密封性能分析和計算。計算動環(huán)端面作用力、間隙剛度和泄漏量。運用ANSYS軟件對電磁場仿真分析，對密封端面結(jié)構(gòu)進行二維建模，仿真得出磁感應線、磁流密度和電磁力大小。并對不同密封間隙大小和電流大小情況下的電磁力進行分析，并反推得到兩側(cè)電磁力對應的電流大小，得到模擬圖形。 本文主要通過對非接觸式磁力密封相關(guān)參數(shù)和性能的研究，為密封研究提出了新思路，同時也為下一步的研究提供理論支持和參考。
【關(guān)鍵詞】：非接觸式磁力密封 流體膜特性 電磁力 結(jié)構(gòu)設(shè)計 密封性能 電磁場仿真
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：TH136
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 研究背景和意義9-10
• 1.1.1 本課題的研究背景9
• 1.1.2 本課題的研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢10-12
• 1.2.1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 發(fā)展趨勢12
• 1.3 非接觸式機械密封12-14
• 1.4 磁場力的應用14-16
• 1.4.1 磁場力的分類14-15
• 1.4.2 接觸式磁力密封15-16
• 1.5 本課題的主要研究內(nèi)容16-18
• 2 非接觸式磁力密封原理和密封端面磁場分析18-37
• 2.1 非接觸式磁力密封工作原理18-22
• 2.2 平行平面液膜特性研究22-25
• 2.2.1 流體力學簡介22-23
• 2.2.2 平行端面間流體控制方程23-24
• 2.2.3 平行端面間液膜特性參數(shù)24-25
• 2.3 電磁場的基本理論25-29
• 2.3.1 基本磁場物理量25-26
• 2.3.2 右手定則和左手定則26-27
• 2.3.3 麥克斯韋方程組27-28
• 2.3.4 磁路分析的基本原理28-29
• 2.4 密封端面磁路的分析和電磁力的計算29-35
• 2.4.1 磁感應強度的計算29-33
• 2.4.2 密封端面電磁力的計算33-35
• 2.5 本章小結(jié)35-37
• 3 密封結(jié)構(gòu)設(shè)計37-47
• 3.1 控制系統(tǒng)的設(shè)計37-40
• 3.1.1 傳感器的選擇37-38
• 3.1.2 控制器的選擇38-40
• 3.1.3 功率放大器的選擇40
• 3.2 線圈的選擇和設(shè)計40-41
• 3.3 密封材料的選擇41-44
• 3.3.1 磁性材料的磁化曲線和磁滯回線42-43
• 3.3.2 密封副材料的選擇43-44
• 3.4 端面密封副的結(jié)構(gòu)設(shè)計44-46
• 3.5 本章小結(jié)46-47
• 4 密封性能分析和計算47-61
• 4.1 端面作用力分析和計算47
• 4.2 基于 ANSYS 電磁場有限元仿真分析47-58
• 4.2.1 有限元分析法47-48
• 4.2.2 ANSYS 軟件介紹48-49
• 4.2.3 ANSYS 二維仿真49-58
• 4.3 間隙剛度58-59
• 4.4 泄漏量59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 5 總結(jié)與展望61-63
• 5.1 總結(jié)61-62
• 5.2 展望62-63
• 參考文獻63-65
• 致謝65-66

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