船舶艉轴磁流体密封技术的研究

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1、IIIIllllllllqllllllllllllllllllllllll)llllll㈣Y1437164分类号：——密级：编号：工学硕士学位论文船舶艉轴磁流体密封技术的研究硕士研究生：指导教师：学位级别：学科、专业：所在单位：论文提交日期：论文答辩日期：学位授予单位：杨恩霞孟庆鑫教授工学硕士机械设计及理论机电工程学院2008年1月2008年3月哈尔滨工程大学哈尔滨T程大学硕十学位论文摘要船舶艉轴的密封是一类特殊密封，既要防止润滑油漏出船体外面，又要防止海水或江水进入艉轴系统，密封设计不当将造成泄漏、污染环境，还会影响机器的运行安全。磁流体密封由于

2、具有寿命长、零泄漏、磨损少、结构简单、适合高速旋转等特点，已成为解决船舶艉轴密封问题较有效的一项新技术。论文通过对磁流体制备工艺和方法的分析研究，合理选择了磁性粒子、基液及表面活性剂。采用化学方法制备了以Fe304为磁性粒子，以水、油和酯为基液的三种不同类型的磁流体。分别对水基、油基和酯基Fe304磁流体的疏水性能、疏油性能进行了研究，讨论了Fe304磁流体的磁化特性、粘度特性和悬浮稳定性的影响因素，并通过分析比较，确定本文采用油基Fe304磁流体作为实验研究对象。根据船舶艉轴磁流体密封实验的研究目标，提出了磁流体密封实验装置的总体方案，设计了磁流

3、体密封实验装置，进行了各部件的材料选择及主要参数的设计计算。该装置在同样磁流体特性与同样永磁体积的前提下，可以提高磁流体的密封压差。从磁路角度分析了艉轴密封装置的磁场特点，建立了磁流体密封模型，根据磁性微粒间的引力，结合磁性微粒在磁场下存在的浓度分布模型，推导了相应的磁流体密封耐压公式。利用本文设计的实验装置，对Fe304磁流体的耐压性能进行了研究，分析了影响艉轴磁流体密封装置承压能力的主要因素，结果表明：随着密封间隙的增大承压能力变小，随着磁流体的饱和磁化强度的增加承压能力增大，同时随着转轴转速的增加承压能力变小。本文的研究结果为磁流体密封技术在

4、船舶艉轴上的应用提供了理论基础和可靠的实验数据，同时为后续的研究工作打下了基础。关键词：船舶艉轴；密封装置；磁流体；承压能力AbstractThesternshaftsealisaspecialkindofsealduetothepreventingboththeleakageoflubricatingoiloutoftheshipandtheentranceofseawaterintothesternshaftsystem．Notonlyleakageandpollutionaretheconsequencesofimpropersealingd

5、esign，buttheoperatingsafetyofrobotswillbeaffectedaswell．Magneticfluidsealhasthecharacteristicsoflonglife,ZerOleakage，simplestructure，fittinghigh—speedrotation，etc，makingitaneffectivenewtechnologyofsealingatthestemshaftofships．Thepaperbeginswiththepreparationprocessandmethodofm

6、agneticfluid．Themagneticparticle,basefluidandsurfagoactivatingagentarerationallychosen．Thewaterbase，oilbaseandesterbasedFe304magneticfluidarepreparedbychemicalmethodandtheirhydrophobicandoleophobicperformancesareinvestigated．Theeffectsofpreparationtechniqueonthemagnetizationch

7、aracteristics，viscositycharacteristicsandsuspensionstabilityofthepreparedFe304magneticfluidarealsodiscussed．Then，theresearchtargetinthe懿perimentofthispaper—oilbasedFe304magneticfluid，isconfirmedthroughanalysisandcompare．Basedontheresearchobjectiveoftheexperimentofmagneticfluid

8、sealatsternshatLtheoverallplanoftheexperimentaldevicesisputup