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近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外真空設(shè)備發(fā)展迅猛。在許多回轉(zhuǎn)動(dòng)密封裝置上，磁流體密封得到了廣泛的應(yīng)用，例如在單晶硅爐、真空釬焊爐、真空熔煉爐、化學(xué)氣相沉積、離子鍍膜、液晶再生等真空設(shè)備的密封，以及高溫高壓設(shè)備及對(duì)[wiki]環(huán)境[/wiki]要求較高的設(shè)備的密封。從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，獲得很好的經(jīng)濟(jì)效益。 磁流體密封技術(shù)是在磁性流體的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的，當(dāng)磁流體注入磁場(chǎng)的間隙時(shí)，它可以充滿整個(gè)間隙，形成一種“液體的O型密封圈”。* d% Z7 G: }1 y/ c5，磁流體密封裝置的功能是把旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳遞到密封容器內(nèi)，常用于真空密封， 磁流體密封裝置是由不導(dǎo)磁座、軸承、磁極、永久磁鐵、導(dǎo)磁軸、磁流體組成，在均勻穩(wěn)定磁場(chǎng)的作用下，使磁流體充滿于設(shè)定的空間內(nèi)，建立起多級(jí)“O型密封圈”，從而達(dá)到密封的效果；每級(jí)密封圈一般可以承受大于0.15～0.2個(gè)大氣壓的壓差?？偝袎簽楦骷?jí)壓差之和，一般設(shè)計(jì)為2.5個(gè)大氣壓，完全滿足真空密封的需要。真空轉(zhuǎn)軸密封具有代表的典型結(jié)構(gòu)是接觸式的威爾遜密封。為了防止軸在高速旋轉(zhuǎn)、下氣體的泄露，只能增加密封接觸界面上的壓力。但是由此而產(chǎn)生的摩擦發(fā)熱問(wèn)題卻難以解決。因此，研制摩擦損失小，使用壽命長(zhǎng)的新型密封結(jié)構(gòu)已成為真空裝置中應(yīng)當(dāng)解決的重大問(wèn)題之一。為了解決這一問(wèn)題，近年來(lái)應(yīng)用磁流體進(jìn)行真空轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封的技術(shù)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外取得了成功。
隨著裝備行業(yè)對(duì)磁流體密封裝置供求量的增加，對(duì)其各種性能不斷提出新的挑戰(zhàn)。為適應(yīng)各相關(guān)行業(yè)對(duì)高速、重載、自動(dòng)化、大型化和高產(chǎn)能的迫切需求，需要加快對(duì)磁流體密封裝置軸承的超真空潤(rùn)滑脂論研究步伐，其中真空潤(rùn)滑理論的研究直接關(guān)系到軸承的使用壽命。要保證軸承的正常工作，必須保證潤(rùn)滑對(duì)象、潤(rùn)滑裝置、潤(rùn)滑介質(zhì)、真空度、潤(rùn)滑管理等有效工作。
磁流體真空潤(rùn)滑脂作為一種新型的潤(rùn)滑形式，為探索軸承潤(rùn)滑性能的提高開(kāi)拓了新的空間，對(duì)研究磁流體潤(rùn)滑油膜的承載能力，尤其是以潤(rùn)滑脂作為基載液時(shí)更具實(shí)用意義。比瑟奴T.GREASE-51/RL 超真空潤(rùn)滑脂基采最新混合型基礎(chǔ)油，并添加獨(dú)特的聚合物系統(tǒng)配制而成的，專門為超真空條件下磁流體密封裝置真空軸潤(rùn)滑。該產(chǎn)品設(shè)計(jì)用于鐵磁流體裝置中的高真空環(huán)境（10 -8托）。具有良好的高溫穩(wěn)定性，最高使用溫度可以達(dá)到260℃；在遇到機(jī)械剪力時(shí)，表現(xiàn)出超凡的耐久性和穩(wěn)定性；良好的真空穩(wěn)定性，真空穩(wěn)定性24小時(shí)125℃ 0.852 TML(%wt）；不滴落不變稀，不熔化，仍保持粘性及停留在分布位置；優(yōu)良的極壓抗磨性能和黏附性，摩擦系數(shù)低，承載能力強(qiáng)。廣泛應(yīng)用于晶圓搬運(yùn)機(jī)器人的同軸雙軸磁流體密封裝置。高真空、航天器和半導(dǎo)體制造設(shè)備的中速軸承，如：真空泵轉(zhuǎn)子軸承，真空鍍膜設(shè)備、真空閥門，真空爐、真空干燥設(shè)備、真空包裝、真空電機(jī)組風(fēng)機(jī)軸承等機(jī)構(gòu)部件的潤(rùn)滑。
磁流體是由基載液、磁性顆粒和分散劑組成的液體，具有磁性和流動(dòng)性特點(diǎn)，而影響磁流體潤(rùn)滑能力的因素很多，如工作載荷大小、外加磁場(chǎng)強(qiáng)度、納米粒子大小及其濃度大小、摩擦副表面狀態(tài)以及流體溫升和環(huán)境溫度等。比瑟奴主要介紹了軸承磁流體的真空潤(rùn)滑性能，以磁流體潤(rùn)滑油膜的承載能力為出發(fā)點(diǎn)，重點(diǎn)分析磁流體潤(rùn)滑油膜剛度與油膜粘度、油膜厚度、油膜壓力、油膜溫度、流體速度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等之間的關(guān)系。首先，闡述了磁流體潤(rùn)滑的研究狀況以及本課題的主要研究?jī)?nèi)容。然后，介紹了油膜軸承的工作原理及潤(rùn)滑特點(diǎn)，為深入研究磁流體潤(rùn)滑性能的理論分析奠定了基礎(chǔ)。接著，建立了油膜軸承磁流體潤(rùn)滑性能分析模型，根據(jù)磁流體的性質(zhì)建立了研究所需的具體數(shù)學(xué)方程組，繼而數(shù)值求解得到各潤(rùn)滑特性參數(shù)之間的關(guān)系。在理論模型的基礎(chǔ)上，又采用ANSYS與CFX來(lái)分析處理模型，通過(guò)有限元模擬求解分析了磁流體潤(rùn)滑油膜的性能。最后，對(duì)理論模型進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，研究得到了磁流體潤(rùn)滑相關(guān)參數(shù)之間的關(guān)系。依據(jù)理論模型和利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，設(shè)計(jì)了三組實(shí)驗(yàn)，分別是外加磁場(chǎng)的設(shè)計(jì)和測(cè)量實(shí)驗(yàn)、磁流體的配備實(shí)驗(yàn)、磁流體在不同工況條件下的粘度測(cè)量實(shí)驗(yàn)。此外，通過(guò)數(shù)據(jù)用關(guān)聯(lián)度分析法和層次分析法計(jì)算了各磁流體潤(rùn)滑油膜特性參數(shù)對(duì)油膜剛度影響程度的權(quán)重。研究結(jié)果表明：磁流體潤(rùn)滑油膜數(shù)值計(jì)算結(jié)果、仿真模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)研究測(cè)試結(jié)果總體吻合；實(shí)驗(yàn)證實(shí)了對(duì)磁流體施加適當(dāng)?shù)拇艌?chǎng)能夠增大磁流體的粘度，并且磁流體的粘度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小基本成正比。同時(shí)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了磁流體潤(rùn)滑油膜，尤其是通上電流（施加外磁場(chǎng)時(shí)）時(shí)，確實(shí)可以增大油膜軸承的承載能力，并能在一定程度上降低溫升對(duì)油膜粘度的負(fù)面影響。
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