真空热处理炉的磁性液体密封研究

发布时间：2017-06-25 23:07

  本文关键词：真空热处理炉的磁性液体密封研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：真空热处理炉中关键设备风扇装置的作用就是在真空炉内使回充的惰性气体能够形成高速循环,方便对金属工件进行快速冷却,还可以使充入的惰性气体在加热室内循环流动,从而使炉温更均匀。作为风扇装置与外部电机的连结轴处的高真空动密封问题,由于存在高压和高速等复杂环境,传统的密封形式如机械密封一直难以解决。本课题的目的就是设计适用于真空热处理炉的磁性液体密封方案：本论文针对这一目标,完成了以下研究：(1)在学习了磁性液体密封理论知识基础上,结合磁性液体Bernoulli方程和边界条件,推导了真空热处理炉磁性液体密封的耐压公式；(2)设计了适用于真空热处理炉的磁性液体密封方案,完成了其中各个密封部件的选材及具体结构设计计算；(3)用ANSYS对所设计的磁性液体密封结构进行了二维静态磁场仿真分析,得到磁力线分布、间隙磁场强度、理论耐压值等结果,验证了设计的合理性；(4)完成了磁性液体密封件的整体装配,解决了相关零部件在安装过程遇到的问题,对安装好的磁性液体密封件进行了静密封耐压实验和现场测试,并得出了其故障模式影响及危害分析。
【关键词】：真空热处理炉 磁性液体 密封 风扇
【学位授予单位】：北京交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG155.16
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-10
• 1 引言10-19
• 1.1 课题研究背景及意义10-12
• 1.2 磁性液体密封技术国内外研究现状12-18
• 1.2.1 磁性液体简介12-13
• 1.2.2 磁性液体密封原理及特点13-14
• 1.2.3 磁性液体密封的发展及研究现状14-17
• 1.2.4 真空热处理炉与磁性液体的关系17-18
• 1.3 本课题研究内容18-19
• 2 磁性液体密封耐压理论19-35
• 2.1 磁性液体密封的基础理论19-29
• 2.1.1 磁性液体质量守恒方程19-22
• 2.1.2 磁性液体能量守恒方程22-24
• 2.1.3 磁性液体动量守恒方程24-29
• 2.2 磁性液体密封的BERNOULLI方程29-31
• 2.2.1 BERNOULLI方程简化29-30
• 2.2.2 边界条件的确立30
• 2.2.3 磁性液体密封的耐压公式30-31
• 2.2.4 磁性液体密封结构的耐压能力计算31
• 2.3 高速情况下磁性液体的BERNOULLI方程31-33
• 2.4 磁性液体的密封机理33-34
• 2.5 本章小结34-35
• 3 真空热处理炉密封方案设计35-49
• 3.1 磁性液体的选择35-36
• 3.2 真空热处理炉的磁性液体密封方案设计36-48
• 3.2.1 磁性液体密封的结构设计36-37
• 3.2.2 主轴的设计37-38
• 3.2.3 极靴的设计38-41
• 3.2.4 永久磁铁的设计41-44
• 3.2.5 隔磁环的设计44-45
• 3.2.6 外套的设计45-46
• 3.2.7 轴承的选择46
• 3.2.8 压盖和调整垫片的设计46-48
• 3.3 本章小结48-49
• 4 磁性液体密封件的有限元分析49-60
• 4.1 电磁场有限元分析的基本理论49-51
• 4.1.1 麦克斯韦方程组49-50
• 4.1.2 一般形式的电磁场微分方程50-51
• 4.2 电磁场有限元分析的理论模型51-59
• 4.2.1 一般边界条件51
• 4.2.2 电磁场有限元分析的数学模型51-53
• 4.2.3 ANSYS的二维磁场模拟计算53-56
• 4.2.4 ANSYS的磁场模拟结果56-59
• 4.3 本章小结59-60
• 5 实验验证60-70
• 5.1 磁性液体密封件的装配60-61
• 5.1.1 前期装配60
• 5.1.2 中期装配60-61
• 5.1.3 后期装配及检测61
• 5.2 磁性液体密封件的实验验证61-65
• 5.2.1 磁性液体密封件的静密封实验61-64
• 5.2.2 磁性液体密封件现场动密封检测64-65
• 5.3 磁性液体密封件的故障模式影响及危害分析65-69
• 5.4 本章小结69-70
• 6 结论70-71
• 参考文献71-74
• 作者简历及攻读硕士/博士学位期间取得的研究成果74-76
• 学位论文数据集76

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