Разработка комбинированных магнитожидкостных уплотнений и исследование их трибологических характеристик

• Автор: Топоров, Алексей Валериевич
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 175 с.

СОДЕРЖАНИЕ

Список условных обозначений и сокращений
Введение
1. Обзор литературы
1.1 Обзор конструкций уплотнительных устройств, анализ их трибологических и рабочих характеристик
1.1.1 Бесконтактные уплотнения
1.1.2 Контактные уплотнения
1.1.3 Комбинированные уплотнения
1.2 Трение в паре резина-металл
1.2.1 Выводы к главе
2 Оценка возможности применения магнитной жидкости в комбинированных уплотнительных устройствах в качестве
смазочно - уплотняющей среды
2.1 Магнитные жидкости, структура, свойства
2.2 Механизм работы и процесс смазки трущихся элементов комбинированных манжетных
магнитожидкостных уплотнений
2.3 Определение скорости проникновения МЖ в зазор уплотнения
2.3.1 Измерение поверхностного натяжения магнитной жидкости
2.3.2 Результаты расчета скорости проникновения в микрощель магнитной жидкости
2.4 Выводы к главе
3. Численное исследование процесса смазки трущихся элементов
комбинированных магнитожидкостных уплотнений
3.1 Характеристика метода конечных элементов

3.2 Исследование влияния конфигурации магнитной
системы КМЖУ на процесс смазки его трущихся частей
3.3 Исследование влияния магнитных материалов
на процесс смазки трущихся частей КМЖУ
3.4 Расчет магнитного поля в подшипнике качения
3.5 Исследование влияния микроградиентов магнитного
поля на процесс трения в комбинированном уплотнении
3.6 Выводы к главе
4 Исследование процессов трения в КМЖУ
4.1 Экспериментальное исследование смазочных свойств
магнитной жидкости
4.1.1 Исследование трения эластомерного материала по металлу
4.1.2 Анализ результатов исследования момента трения
4.2 Выводы к главе
5. Исследование герметичности и разработка КМЖУ
5.1 Исследование герметичности КМЖУ
5.2 Разработка конструкции КМЖУ
5.3 Выводы к главе
Заключение
Список использованной литературы Приложения

СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
1. МЖ - магнитная жидкость.
2. МЖУ - магнитожидкостное уплотнение.
3. КМЖУ - комбинированное магнитожидкостное уплотнение.
4. f - коэффициент трения.
5. Р - давление.
6. А Р - перепад давлений.
7. Пт - магнитная энергия.
8. рО - магнитная постоянная, магнитная проницаемость вакуума.
9. Н - напряжённость магнитного поля.
10.М - намагниченность магнитной жидкости, намагниченность материала частиц, крутящий момент.
11 .Мь - намагниченность насыщения.
12.Рк - контактное усилие, капиллярное давление.
13.Р0 - давление окружающей среды.
14.А Рм - перепад давлений, удерживаемый магнитожидкостным уплотнением
15. Рм - магнитное давление.
16.Рк - давление, обусловленное поверхностными явлениями на стенках микрощели.
17.Ртр. - перепад давлений, обусловленный потерями на трение магнитной жидкости о стенки микрощели.
18.0 - поверхностное натяжение.
19.Р. - радиус кривизны поверхности.
20.Яе - число Рейнольдса.
21.Бек-р. - критическое значение числа Рейнольдса.

происходит переход от одного механизма трения к другому. Особенностью режимов трения эластомерного материала является зависимость вида смазки от сочетания таких параметров, как контактное давление, скорость скольжения, температура, продолжительность контакта при отсутствии движения. Смазочным материалом является окружающая элементы трения среда, проникающая в зону контакта при перемещении контртела. Зависимость коэффициента трения от относительной толщины слоя смазочного материала, характерной для различных режимов трения, представлена на рис 1.16 [125]. При различной толщине, наличие и сплошноси пленки смазки возможно трение без смазочного материала (1), при граничной (II-III), полужидкостной (IV) или жидкостной (V) смазке. Во время страгива-ния в уплотнениях наиболее часто возникает режим сухого трения (I), а для эксплуатации уплотнений характерными являются режимы трения при граничной смазке (участки II -IV). Однако реяшм трения при полужидкостной смазке, являющейся наиболее благоприятным, может быть обеспечен не всегда. Обеспечение этого режима связано с рациональным выбором параметров, влияющих на механизм смазки. Рационально выбрать эти параметры во многих случаях достаточно сложно, поскольку при работе машин происходит изменение скорости вращения, давления уплотняемой среды, температуры. В этом случае желаемое сочетание параметров обеспечивающее наиболее благоприятный механизм смазки может быть получен лишь при узко определенном реяшме работы механизма. В остальных случаях механизм трения будет носить иной характер, при котором величина коэффициента трения значительно превосходит его минимальное значение, что отрицательно сказывается на работоспособности уплотнения.