RU2725399C1 - Magneto-liquid seal of shaft with reduced friction moment - Google Patents

Magneto-liquid seal of shaft with reduced friction moment Download PDF

Info

Publication number
RU2725399C1
RU2725399C1 RU2019133086A RU2019133086A RU2725399C1 RU 2725399 C1 RU2725399 C1 RU 2725399C1 RU 2019133086 A RU2019133086 A RU 2019133086A RU 2019133086 A RU2019133086 A RU 2019133086A RU 2725399 C1 RU2725399 C1 RU 2725399C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
magnetic
magnetic fluid
plastic deformation
concentrators
Prior art date
Application number
RU2019133086A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Алексеевич Полетаев
Юрий Борисович Казаков
Ирина Игоревна Ведерникова
Алексей Михайлович Власов
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ)
Priority to RU2019133086A priority Critical patent/RU2725399C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2725399C1 publication Critical patent/RU2725399C1/en

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/16—Sealings between relatively-moving surfaces
    • F16J15/40—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid
    • F16J15/43—Sealings between relatively-moving surfaces by means of fluid kept in sealing position by magnetic force

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

FIELD: sealing equipment.SUBSTANCE: invention relates to sealing equipment and can be used in machine building for sealing of rotating shafts. Magneto-fluid seal of shaft with reduced friction moment, comprising magnetic system consisting of permanent magnet enveloping shafts and pole attachments equipped with magnetic flux concentrators on shaft surfaces facing the shaft, wherein surfaces of concentrators in contact with magnetic fluid are subjected to surface plastic deformation, additionally comprises replaceable bushing installed on shaft, one end of which interacts with inner end of shaft flange, and second is with fixing nut end, forming with pole attachments gap filled with magnetic liquid, contacting with magnetic liquid replaceable bushing surface is subjected to heat treatment, and then to mechanical treatment and surface plastic deformation, wherein surfaces of concentrators in contact with magnetic fluid are subjected to heat treatment before surface plastic deformation treatment.EFFECT: technical result consists in increasing overhaul life of devices containing magnetic fluid shaft seals with reduced friction torque.1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к уплотнительной технике и может применяться в машиностроении для уплотнения вращающихся валов.The invention relates to a sealing technique and can be used in mechanical engineering for sealing rotating shafts.

Широко известны магнитожидкостные уплотнения валов, например, «Вакуумное уплотнение» (авторское свидетельство СССР №420836, МПК F16J 15/40, 1974 г.), «Машитожидкостное уплотнение» (авторское свидетельство СССР №631726, МПК F16J 15/40, 1978 г.), «Магнитно-жидкостное уплотнение» (авторское свидетельство СССР №881441, МПК F16J 15/40, 1981 г.), в которых магнитная система, состоящая из кольцевого магнита с полюсными приставками, образует с валом кольцевую полость под магнитную жидкость, причем на поверхностях полюсных приставок и/или вала выполнены различные элементы (канавки, зубцы, выступы и т.д.), перераспределяющие магнитный поток в рабочем зазоре.Magneto-fluid shaft seals are widely known, for example, “Vacuum Seal” (USSR author's certificate No. 420836, IPC F16J 15/40, 1974), “Machine-liquid seal” (USSR author's certificate No. 631726, IPC F16J 15/40, 1978 ), “Magnetic-liquid seal” (USSR author's certificate No. 881441, IPC F16J 15/40, 1981), in which the magnetic system, consisting of a ring magnet with pole attachments, forms an annular cavity under the shaft with magnetic fluid, moreover, on the surfaces of the pole attachments and / or shaft are made of various elements (grooves, teeth, protrusions, etc.) that redistribute the magnetic flux in the working gap.

Недостатками данных уплотнений являются повышенный момент трения, что обусловлено наличием большой величины шероховатости поверхностей полюсных приставок, вала и их элементов.The disadvantages of these seals are the increased friction moment, which is due to the presence of a large surface roughness of the pole attachments, the shaft and their elements.

Известно магнитожидкостное уплотнение вала (патент на изобретение РФ №2353840, МПК F16J 15/43, 2009 г.), в котором магнитная система уплотнения состоит из постоянного магнита и полюсных приставок, охватывающих вал и образующих с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью, при этом образующие зазор поверхности полюсных приставок и/или вала имеют концентраторы магнитного потока, выполненные в виде зубцов, выступов, а кромки полюсных приставок и вала, контактирующие с магнитной жидкостью, закруглены.Known magneto-liquid shaft seal (patent for the invention of the Russian Federation No. 2353840, IPC F16J 15/43, 2009), in which the magnetic sealing system consists of a permanent magnet and pole attachments covering the shaft and forming a gap filled with magnetic fluid with the shaft, while the clearance surfaces of the pole attachments and / or the shaft have magnetic flux concentrators made in the form of teeth, protrusions, and the edges of the pole attachments and the shaft in contact with the magnetic fluid are rounded.

Данное магнитожидкостное уплотнение имеет тот же недостаток -повышенный момент трения.This magneto-liquid seal has the same drawback - increased frictional moment.

Известно также магнитожидкостное уплотнение вала (патент на изобретение РФ №2531070, МПК F16J 15/43, 2014 г.) принятое за прототип, содержащее магнитную систему, состоящую из постоянного магнита и полюсных приставок, охватывающих вал и образующих с валом зазор, заполненный магнитной жидкостью. Образующие зазор поверхности полюсных приставок и/или вала имеют концентраторы магнитного потока, выполненные в виде зубцов или выступов с закругленными кромками. Поверхности полюсных приставок, концентраторов и вала, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты пластическому поверхностному деформированию твердосплавным, керамическим или алмазным выглаживателем.It is also known magneto-liquid shaft seal (patent for the invention of the Russian Federation No. 2531070, IPC F16J 15/43, 2014) adopted as a prototype containing a magnetic system consisting of a permanent magnet and pole attachments covering the shaft and forming a gap filled with magnetic fluid with the shaft . The clearance surfaces of the pole attachments and / or the shaft have magnetic flux concentrators made in the form of teeth or protrusions with rounded edges. The surfaces of the pole attachments, concentrators and the shaft in contact with the magnetic fluid are subjected to plastic surface deformation by a carbide, ceramic, or diamond smoother.

Недостатком прототипа является малый межремонтный срок службы электродвигателей и других устройств, содержащих магнитожидкостные уплотнения, и работающих в тяжелых и загрязненных условиях, из-за невысокой износостойкости поверхности вала, контактирующего с нанодисперсной магнитной жидкостью. Поверхностный слой вращающегося вала изнашивается и разрушается в результате отрицательного воздействия на поверхностный слой частиц пыли, внешних абразивных и других материалов при попадании их в зазор с нанодисперсной магнитной жидкостью. Происходит износ вала и увеличение зазора в магнитожидкостном уплотнении ведущие к снижению надежности герметизации, в этом случае необходима замена вала.The disadvantage of the prototype is the short overhaul life of electric motors and other devices containing magneto-liquid seals, and operating in difficult and dirty conditions, due to the low wear resistance of the shaft surface in contact with nanodispersed magnetic fluid. The surface layer of the rotating shaft wears out and collapses as a result of the negative impact of dust particles, external abrasive and other materials on the surface layer when they fall into the gap with nanodispersed magnetic fluid. Shaft wear occurs and an increase in the clearance in the magneto-liquid seal leads to a decrease in sealing reliability, in which case a shaft replacement is necessary.

Технический результат заключается в увеличении межремонтного срока службы устройств, содержащих магнитожидкостные уплотнения вала при уменьшении момента трения.The technical result consists in increasing the overhaul life of devices containing magnetically liquid shaft seals while reducing the friction moment.

Технический результат достигается тем, что магнитожидкостное уплотнение вала с пониженным моментом трения, содержащее магнитную систему, состоящую из охватывающих вал постоянного магнита и полюсных приставок, снабженных на обращенных к валу поверхностях концентраторами магнитного потока, поверхности концентраторов, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты пластическому поверхностному пластическому деформированию, дополнительно содержит сменную втулку, установленную на валу, один торец которой взаимодействует с внутренним торцом фланца вала, а второй с торцом фиксирующей гайки, образующую с полюсными приставками зазор, заполненный магнитной жидкостью, контактирующая с магнитной жидкостью поверхность сменной втулки подвергнута термической обработке, а затем механической обработке и поверхностному пластическому деформированию, при этом поверхности концентраторов, контактирующие с магнитной жидкостью, перед обработкой поверхностным пластическим деформированием подвергнуты термической обработке.The technical result is achieved by the fact that the magnetically liquid shaft seal with a reduced moment of friction, containing a magnetic system consisting of a permanent magnet covering the shaft and pole attachments equipped with magnetic flux concentrators on the surfaces facing the shaft, the surfaces of the concentrators in contact with the magnetic fluid, are subjected to a plastic surface plastic deformation, further comprises a replaceable sleeve mounted on the shaft, one end of which interacts with the inner end of the shaft flange, and the second with the end of the fixing nut, forming a gap filled with magnetic fluid with pole attachments, the surface of the replaceable sleeve in contact with magnetic fluid is heat treated, and then machined and surface plastic deformation, while the surfaces of the concentrators in contact with the magnetic fluid are subjected to thermal treatment before surface plastic deformation processing.

Сущность изобретения поясняется графическими иллюстрациями.The invention is illustrated by graphic illustrations.

На фиг. 1 приведено магнитожидкостное уплотнение вала с пониженным моментом трения.In FIG. 1 shows a magneto-liquid shaft seal with a reduced moment of friction.

На фиг. 2.а. показаны фотографии структуры стали 40X13 до термообработки, на фиг. 2.б. показаны фотографии структуры стали 40X13 после термообработки.In FIG. 2.a. photographs of the structure of 40X13 steel before heat treatment are shown, in FIG. 2.b. Shown are photographs of the structure of 40X13 steel after heat treatment.

На фиг. 3.а. представлены профилограммы шероховатости Ra в зависимости от метода обработки поверхности детали (сменной втулки) из стали 40X13 при обработке точением после термообработки, на фиг. 3.б. представлены профилограммы шероховатости Ra в зависимости от метода обработки поверхности детали (сменной втулки) из стали 40X13 при последовательных термообработке, обработке точением и обработке алмазным выглаживанием.In FIG. 3.a. Roughness profilograms of Ra are presented, depending on the method of processing the surface of a part (replaceable sleeve) of 40X13 steel during turning processing after heat treatment, in FIG. 3.b. Roughness profilograms of Ra are presented, depending on the method of processing the surface of a part (replaceable sleeve) made of 40X13 steel during successive heat treatment, turning processing and diamond smoothing.

На фиг. 4. показано изменение моментов трения в зазоре заявляемого магнитожидкостного уплотнения: I - частота вращения вала 600 об/мин без магнитной жидкости (МЖ); II - частота вращения вала 600 об/мин с МЖ; III - частота вращения вала 1200 об/мин с МЖ; IV - частота вращения вала 1800 об/мин с МЖ; V - частота вращения вала 2400 об/мин с МЖ; VI - частота вращения вала 3000 об/мин с МЖ. Диаметр постоянного магнита D=15 мм. Величина шероховатости Ra наружной поверхности сменной втулки из стали 40X13:In FIG. 4. shows the change in the friction moments in the gap of the inventive magneto-liquid seal: I - shaft rotation frequency of 600 rpm without magnetic fluid (MF); II - shaft rotation frequency of 600 rpm with MF; III - shaft rotation frequency 1200 rpm with MF; IV - shaft rotation frequency 1800 rpm with MF; V - shaft rotation frequency 2400 rpm with MF; VI - shaft rotation frequency of 3000 rpm with MF. The diameter of the permanent magnet is D = 15 mm. The roughness Ra of the outer surface of the replaceable sleeve made of steel 40X13:

а) - Ra=0,451 мкм (при последовательных термообработке, обработке точением и обработке алмазным выглаживанием);a) - Ra = 0.451 μm (during sequential heat treatment, turning and diamond smoothing);

б) - Ra=0,540 мкм (при обработке точением без термообработки и обработке алмазным выглаживанием);b) - Ra = 0.540 μm (when machining by turning without heat treatment and processing by diamond smoothing);

в) - Ra=1,435 мкм (при обработке точением после термообработки).c) - Ra = 1,435 μm (when machining by turning after heat treatment).

На фиг. 5 представлена гистограмма влияния метода обработки на износ поверхности сменной втулки из стали 40X13: а - при обработке точением без термообработки; b - при обработке последовательно точением и алмазным выглаживанием без термообработки; с - при последовательных термообработке и обработке точением; d - при последовательных термообработке, обработке точением и алмазным выглаживанием.In FIG. Figure 5 shows a histogram of the influence of the processing method on the wear of the surface of a replaceable sleeve made of 40X13 steel: a - during turning by turning without heat treatment; b - when machining sequentially by turning and diamond smoothing without heat treatment; c - during sequential heat treatment and turning; d - during sequential heat treatment, turning and diamond smoothing.

Магнитожидкостное уплотнение вала с пониженным моментом трения содержит корпус 1 с крышкой 2, в котором установлена магнитная система, состоящая из охватывающих вал 3 постоянного магнита 4 и полюсных приставок 5. Поверхности полюсных приставок 5, обращенные к валу 3, снабжены концентраторами магнитного потока в виде зубцов. Сменная втулка 6 установлена на валу 3. Один торец сменной втулки 6 взаимодействует с внутренним торцом фланца вала 3, а второй с - торцом фиксирующей гайки 7. Сменная втулка 6 образует с полюсными приставками зазор, заполненный магнитной жидкостью 8. Между полюсными приставками 5 установлена немагнитная втулка 9, охватывающая концентрично с равномерным зазором вал 3 и препятствующая залипанию магнитной жидкости к постоянному магниту 4. Выполнение втулки 6 сменной снижает износ вала устройств, содержащих магнитожидкостные уплотнения. Заявляемое уплотнение можно использовать и в устройствах, вал которых выполнен из немагнитного материала. Кроме того, вал можно будет изготавливать не из дорогостоящей стали 40X13, а, например, из стали 45, что существенно уменьшает себестоимость изготовления электродвигателей и других устройств, содержащих магнитожидкостнке уплотнения. Из дорогостоящей стали 40X13 можно будет изготавливать только сменные втулки. Поверхности концентраторов полюсных приставок 5, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты термической обработке, затем пластическому поверхностному пластическому деформированию. Контактирующая с магнитной жидкостью поверхность сменной втулки 6 подвергнута термической обработке, а затем механической обработке и поверхностному пластическому деформированию.The low-friction magneto-liquid shaft seal contains a housing 1 with a cover 2, in which a magnetic system is installed, consisting of a permanent magnet 4 covering the shaft 3 and pole attachments 5. The surfaces of the pole attachments 5 facing the shaft 3 are provided with tooth flux concentrators . The replaceable sleeve 6 is mounted on the shaft 3. One end of the replaceable sleeve 6 interacts with the inner end of the flange of the shaft 3, and the second with the end face of the fixing nut 7. The replaceable sleeve 6 forms a gap filled with magnetic fluid 8. With the pole attachments, a non-magnetic one is installed between the pole extensions 5 a sleeve 9, covering the shaft 3 concentrically with a uniform gap, and preventing sticking of the magnetic fluid to the permanent magnet 4. The implementation of the replaceable sleeve 6 reduces the wear of the shaft of devices containing magneto-liquid seals. The inventive seal can be used in devices whose shaft is made of non-magnetic material. In addition, the shaft can be made not of expensive steel 40X13, but, for example, of steel 45, which significantly reduces the cost of manufacturing electric motors and other devices containing a magneto-liquid seal. Of the expensive 40X13 steel, only interchangeable bushings can be made. The surfaces of the concentrators of the pole attachments 5 in contact with the magnetic fluid are subjected to heat treatment, then plastic surface plastic deformation. The surface of the interchangeable sleeve 6 in contact with magnetic fluid is subjected to heat treatment, and then to machining and surface plastic deformation.

Магнитожидкостное уплотнение вала с пониженным моментом трения работает следующим образом. Постоянный магнит 4 в уплотнении служит источником магнитного поля. Создаваемый им магнитный поток полюсными приставками 5 подводится к зазору между ними и сменной втулкой 6, закрепленной на валу 3. Концентраторы магнитного потока (зубцы) полюсных приставок 5 перераспределяют рабочий магнитный поток в зазоре, и поле становится резко неоднородным. Магнитная жидкость 8 втягивается под зубцы, где поле имеет максимальную напряженность и образует герметичные кольцевые пробки с повышенным внутренним давлением. Перепад давлений, удерживаемый уплотнением, определяется суммой перепадов всех магнитожидкостных пробок под зубцами. Поверхности, концентраторов полюсных приставок, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты термической обработке, затем пластическому поверхностному деформированию твердосплавным, керамическим или алмазным выглаживателем. Контактирующая с магнитной жидкостью поверхность сменной втулки 6, например, из стали 40X13, подвергнута термической обработке, а затем механической обработке и поверхностному пластическому деформированию. Термическая обработка (закалка) включает нагрев до температуры 1050-1180°С для полной растворимости карбидов и отпуск в масле для снятия напряжений. Результатом этого процесса является изменение размеров и формы зерна. Характерной особенностью рассматриваемой стали является крупнозернистость (фиг. 2.а.). При увеличении размеров зерна магнитная проницаемость и потери па вихревые токи возрастают, потери на гистерезис и коэрцитивная сила уменьшаются, а величина микротвердости HV и износостойкость уменьшаются Кроме того, в процессе термической обработки дислокационная структура изменяется. Плотность дислокаций увеличивается. Перестройка дислокационной структуры и обусловленные ею магнитные свойства магнитомягких материалов зависят от скорости нагревания, температуры, времени выдержки и скорости охлаждения в процессе термической обработки. После термообработки происходит уменьшение величины зерна (фиг. 2.б.). После термической обработки поверхности, через которые замыкается магнитный поток и которые контактирует с нанодисперсной магнитной жидкостью, до сборки уплотнения подвергают механической обработке, например, точением и обрабатывают одним из известных способов поверхностного пластического деформирования твердосплавным, керамическим или алмазным выглаживателем. При выглаживании поверхности выступы шероховатости, повышающие напряженность магнитного поля, сминаются и заполняют впадины, поверхность приобретает ровный вид с редкими впадинами. Впадины не концентрируют, а частично ослабляют магнитное поле около поверхности. Силы взаимодействия частиц в цепочках ослабевают, уменьшаются силы взаимодействия цепочек с поверхностями вала и концентраторов на полюсных приставках, что снижает момент трения и момент страгивания уплотнения. Это снимает разогрев уплотнения при высоких скоростях вращения бала, магнитная жидкость сохраняет свою работоспособность длительное время, что увеличивает срок службы уплотнения. Таким образом, в рабочем зазоре предлагаемого уплотнения, около магнитопроводящих поверхностей, контактирующих с магнитной жидкостью, отсутствуют зоны с чрезмерно высокой напряженностью поля, это снижает силы взаимодействия цепочек из частиц жидкости с поверхностями вала и концентраторов поля. Такое уплотнение обладает пониженным моментом трения, моментом страгивания, в уплотнении исключается перегрев магнитной жидкости, что повышает его надежность и ресурс.Magneto-fluid shaft seal with a reduced moment of friction works as follows. The permanent magnet 4 in the seal serves as a source of magnetic field. The magnetic flux created by it by the pole attachments 5 is brought to the gap between them and the removable sleeve 6 mounted on the shaft 3. The magnetic flux concentrators (teeth) of the pole extensions 5 redistribute the working magnetic flux in the gap, and the field becomes sharply inhomogeneous. Magnetic fluid 8 is drawn under the teeth, where the field has maximum tension and forms a sealed annular tube with high internal pressure. The pressure differential held by the seal is determined by the sum of the drops of all the magneto-fluid plugs under the teeth. Surfaces of pole attachment concentrators in contact with magnetic fluid are subjected to heat treatment, then plastic surface deformation by carbide, ceramic or diamond smoothing. The surface of the replaceable sleeve 6 in contact with magnetic fluid, for example, of 40X13 steel, is subjected to heat treatment, and then to machining and surface plastic deformation. Heat treatment (hardening) includes heating to a temperature of 1050-1180 ° C for the complete solubility of carbides and tempering in an oil to relieve stresses. The result of this process is a change in grain size and shape. A characteristic feature of the considered steel is coarse-grained (Fig. 2.a.). With increasing grain size, the magnetic permeability and eddy current loss increase, the hysteresis and coercive forces decrease, and the microhardness HV and wear resistance decrease. In addition, the dislocation structure changes during the heat treatment. The density of dislocations increases. The restructuring of the dislocation structure and the magnetic properties of soft magnetic materials resulting from it depend on the heating rate, temperature, holding time, and cooling rate during the heat treatment. After heat treatment, a decrease in grain size occurs (Fig. 2.b.). After heat treatment of the surface through which the magnetic flux closes and which is in contact with the nanodispersed magnetic fluid, the seals are machined, for example, by turning, and processed using one of the known methods of surface plastic deformation by a carbide, ceramic, or diamond smoothing prior to assembly. When smoothing the surface, the roughness protrusions, which increase the magnetic field strength, are crushed and fill the depressions, the surface acquires an even appearance with rare depressions. The depressions do not concentrate, but partially weaken the magnetic field near the surface. The forces of interaction of particles in the chains are weakening, the forces of interaction of the chains with the surfaces of the shaft and concentrators on the pole attachments are reduced, which reduces the friction moment and the moment of compaction breaking. This removes the heating of the seal at high speeds of rotation of the ball, the magnetic fluid maintains its operability for a long time, which increases the life of the seal. Thus, in the working gap of the proposed seal, near the magnetically conductive surfaces in contact with the magnetic fluid, there are no zones with excessively high field strengths, this reduces the interaction forces of the chains of fluid particles with the surfaces of the shaft and field concentrators. Such a seal has a reduced friction moment, a breakaway moment, overheating of the magnetic fluid is eliminated in the seal, which increases its reliability and service life.

Эффективность применения заявляемого магнитожидкостного уплотнения вала с пониженным моментом трения подтверждена экспериментально, результаты приведены на фиг. 2-5.The effectiveness of the inventive magneto-liquid shaft seal with a reduced moment of friction is confirmed experimentally, the results are shown in FIG. 2-5.

Обработка поверхностей контактирующих с магнитной жидкостью алмазным выглаживанием проводилась на токарном станке типа ИЖ 250 ИТВМФ1.The processing of surfaces in contact with magnetic fluid with diamond smoothing was carried out on a lathe type IZH 250 ITVMF1.

Из приведенных на фиг. 2-5 данных видно, применение термообработки, точения и алмазного выглаживания обеспечивает наименьшую шероховатость. Исходная величина шероховатости Ra поверхности сменной втулки из стали 40X13 после точения составляет 1,435 мкм, а после алмазного выглаживания - 0,540 мкм. После термообработки, точения и алмазного выглаживания величина шероховатости Ra поверхности составляет 0,451 мкм (фиг. 3).From those shown in FIG. Figure 2-5 shows that the use of heat treatment, turning and diamond smoothing provides the smallest roughness. The initial roughness Ra of the surface of the replaceable sleeve made of steel 40X13 after turning is 1.435 μm, and after diamond smoothing - 0.540 μm. After heat treatment, turning and diamond smoothing, the surface roughness Ra is 0.451 μm (Fig. 3).

Применение сменной втулки и полюсных приставок с концентраторами, поверхности которых, контактирующие с магнитной жидкостью, обладают уменьшенной величиной шероховатости Ra, обеспечивает уменьшение момента трения в зазоре магнитожидкостного уплотнения (фиг. 4).The use of a removable sleeve and pole attachments with concentrators, the surfaces of which are in contact with the magnetic fluid, have a reduced roughness Ra, which reduces the friction moment in the gap of the magneto-liquid seal (Fig. 4).

Термообработка и последующее механическая обработка и алмазное выглаживание существенно увеличивают износостойкость поверхностного слоя деталей, контактирующих (магнитной жидкостью (фиг. 5).Heat treatment and subsequent machining and diamond smoothing significantly increase the wear resistance of the surface layer of the parts in contact (magnetic fluid (Fig. 5).

Таким образом, оснащение магнитожидкостного уплотнения сменной втулкой, а также использование сменной втулки и полюсных приставок, поверхности которых, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты термической обработке, а затем механической обработке и поверхностному пластическому деформированию обеспечивает увеличение межремонтного срока службы устройств, содержащих магнитожидкостные уплотнения вала. Заявляемся уплотнение обладает надежностью, повышенным ресурсом работы и расширенными функциональными возможностями.Thus, equipping a magneto-liquid seal with a replaceable sleeve, as well as using a replaceable sleeve and pole attachments, the surfaces of which are in contact with the magnetic fluid, are heat-treated, and then machined and surface plastic deformation provides an increase in the overhaul life of devices containing magneto-liquid shaft seals. We declare the seal has reliability, increased service life and advanced functionality.

Claims (1)

Магнитожидкостное уплотнение вала с пониженным моментом трения, содержащее магнитную систему, состоящую из охватывающих вал постоянного магнита и полюсных приставок, снабженных на обращенных к валу поверхностях концентраторами магнитного потока в виде зубцов, поверхности концентраторов, контактирующие с магнитной жидкостью, подвергнуты поверхностному пластическому деформированию отличающееся тем, что содержит сменную втулку, установленную на валу, один торец которой взаимодействует с внутренним торцом фланца вала, а второй - с торцом фиксирующей гайки, образующую с полюсными приставками зазор, заполненный магнитной жидкостью, контактирующая с магнитной жидкостью поверхность сменной втулки подвергнута термической обработке, а затем механической обработке и поверхностному пластическому деформированию, при этом поверхности концентраторов, контактирующие с магнитной жидкостью, перед обработкой поверхностным пластическим деформированием подвергнуты термической обработке.A magnetically-fluidized shaft seal with a reduced moment of friction, comprising a magnetic system consisting of a permanent magnet covering the shaft and pole attachments provided with magnetic flux concentrators in the form of teeth on the surfaces facing the shaft, the surfaces of the hubs in contact with the magnetic fluid are subjected to surface plastic deformation, characterized in that which contains a replaceable sleeve mounted on the shaft, one end of which interacts with the inner end of the shaft flange, and the second with the end of the fixing nut, forming a gap filled with magnetic fluid with pole attachments, the surface of the replaceable sleeve in contact with magnetic fluid is heat treated, and then mechanical processing and surface plastic deformation, while the surfaces of concentrators in contact with magnetic fluid are subjected to heat treatment before surface plastic deformation.
RU2019133086A 2019-11-22 2019-11-22 Magneto-liquid seal of shaft with reduced friction moment RU2725399C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133086A RU2725399C1 (en) 2019-11-22 2019-11-22 Magneto-liquid seal of shaft with reduced friction moment

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019133086A RU2725399C1 (en) 2019-11-22 2019-11-22 Magneto-liquid seal of shaft with reduced friction moment

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2725399C1 true RU2725399C1 (en) 2020-07-02

Family

ID=71509944

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019133086A RU2725399C1 (en) 2019-11-22 2019-11-22 Magneto-liquid seal of shaft with reduced friction moment

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2725399C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2356066A1 (en) * 1976-06-26 1978-01-20 Maschf Augsburg Nuernberg Ag HERMETIC SEAL
SU881441A1 (en) * 1979-12-17 1981-11-15 Институт Тепло- И Массообмена Им.А.В.Лыкова Ан Белорусской Сср Magnetic liquid seal
SU1048217A1 (en) * 1982-06-15 1983-10-15 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Полюс" При Ивановском Ордена "Знак Почета" Энергетическом Институте Им.В.И.Ленина Magnetic liquid-packed seal
RU2353840C1 (en) * 2007-10-24 2009-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Shaft magnetic fluid seal
RU2531070C1 (en) * 2013-04-05 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Magnetic liquid seal of shaft with reduced friction torque

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2356066A1 (en) * 1976-06-26 1978-01-20 Maschf Augsburg Nuernberg Ag HERMETIC SEAL
SU881441A1 (en) * 1979-12-17 1981-11-15 Институт Тепло- И Массообмена Им.А.В.Лыкова Ан Белорусской Сср Magnetic liquid seal
SU1048217A1 (en) * 1982-06-15 1983-10-15 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро "Полюс" При Ивановском Ордена "Знак Почета" Энергетическом Институте Им.В.И.Ленина Magnetic liquid-packed seal
RU2353840C1 (en) * 2007-10-24 2009-04-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Shaft magnetic fluid seal
RU2531070C1 (en) * 2013-04-05 2014-10-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный энергетический университет имени В.И. Ленина" (ИГЭУ) Magnetic liquid seal of shaft with reduced friction torque

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7681889B2 (en) Seal Device
JP3291552B2 (en) Seal or bearing
KR101551316B1 (en) Bearing roller, bearing, and bearing roller processing method
JP2016516954A (en) Mechanical seal device having sliding surfaces with different hardness
CN108311961B (en) Circulation static pressure type magnetorheological polishing device
JPH04203621A (en) Rolling bearing
EP1367279B1 (en) Friction clutch plate lining and coupling device using the same
RU2725399C1 (en) Magneto-liquid seal of shaft with reduced friction moment
US2843403A (en) Rotary seal
Maan et al. Nano-surface finishing of hardened AISI 52100 steel using magnetorheological solid core rotating tool
JP2007231351A (en) Method for producing surface-hardened member, surface-hardened member and vibration type driving apparatus
RU2531070C1 (en) Magnetic liquid seal of shaft with reduced friction torque
JP4247568B2 (en) Driving force transmission device
JP2011038600A (en) Method of manufacturing universal joint component
Zhang et al. High efficiency and precision grinding of Si3N4 ceramic balls aided by magnetic fluid support using diamond wheels
SU1737202A2 (en) Magnetic-liquid seal
JP2007040415A (en) Shaft seal structure and magnetic field control method of magnetic seal
Thomas et al. Magnetorheological Nano-Surface-Finishing of Tapered Cavity of Chrome Steel Punch
JP3027673B2 (en) Surface treatment method using moving magnetic field
FI78120B (en) FOERFARANDE FOER FRAMSTAELLNING AV CYLINDRISKA IHAOLIGA ARBETSSTYCKEN.
CN110253091B (en) Gear profile polishing mechanism
RU2365484C1 (en) Method for centrifugal processing of parts and device for its realisation
JPS635614B2 (en)
JP3281253B2 (en) Gas seal
SU1255403A1 (en) Method of magnetoabrasive working of round holes