Русская версия English version

Влияние конструктивных и режимных параметров на эксплуатационные показатели магнитожидкостных герметизаторов валов электродвигателей

А.М. Власов, Ю.Б. Казаков, В.А. Полетаев

Вестник ИГЭУ, 2019 г. выпуск 5, сс. 40—47

Скачать PDF

Аннотация на русском языке: 

Состояние вопроса. Магнитожидкостные герметизаторы начинают применяться для уплотнения вращающихся валов в электродвигателях, работающих при повышенной влажности, запыленности и загрязненности. Момент трения и нагрев – важнейшие эксплуатационные показатели магнитожидкостных герметизаторов, на которые влияют конструктивные и режимные параметры: частота вращения; время работы; температура; зазор с учетом шероховатости и волнистости. Актуальным является исследование влияния конструктивных и режимных параметров на эксплуатационные показатели магнитожидкостных герметизаторов валов таких электродвигателей.

Материалы и методы. Моделирование шероховатых поверхностей произведено при помощи ортогональных преобразований векторов матрицы высот микронеровностей с визуализацией. Площадь контакта магнитной жидкости с шероховатыми поверхностями определялась математическим моделированием. Экспериментальные исследования выполнены на опытном стенде. Применены сменные втулки и полюсы из разных сталей c разными шероховатостями.

Результаты. Получены модели зазоров магнитожидкостных герметизаторов, образованных поверхностями с разной шероховатостью. Определены площади контакта магнитной жидкости с поверхностями магнитожидкостных герметизаторов при разных шероховатостях. Получены нелинейные зависимости и пределы изменения момента трения и температуры магнитожидкостных герметизаторов от величины шероховатостей поверхностей полюсов и втулок, частот вращения электродвигателя, внешней температуры.

Выводы. Модели зазоров позволяют оценить шероховатость поверхностей магнитожидкостных герметизаторов. Разработанная экспериментальная установка позволяет проводить исследования влияния изменения конструктивных и режимных параметров на эксплуатационные показатели магнитожидкостных герметизаторов. При повышении частоты вращения в 5,21 раза (с 556 до 2897 об/мин) температура магнитожидкостных герметизаторов может повыситься до 2 раз, момент трения – до 2,2 раз. При повышении температуры на 50 оС момент трения может снизиться до 3 раз. При повышении шероховатости поверхности с 0,357 до 7,21 мкм температура магнитожидкостных герметизаторов может повыситься на 20 %, а момент трения – на 55 %.

Список литературы на русском языке: 

1. Герметизаторы на основе нанодисперсных магнитных жидкостей и их моделирование / Ю.Б. Казаков, Н.А. Морозов, Ю.И. Страдомский, С.М. Перминов. – Иваново, 2010. – 184 с.

2. Радионов А.В., Виноградов Н., Казакуца А.В. Магнитожидкостные герметизаторы подшипниковых узлов электродвигателей ВАО // XVI Междунар. Плесская конф. по нанодисперсным магнитным жидкостям: сб. науч. тр. – Иваново, 2014. – С. 335–339.

3. Радионов А.В., Виноградов Н., Казакуца А.В. Магнитожидкостные герметизаторы подшипниковых узлов центробежных насосов // XV Междунар. Плесская конф. по нанодисперсным магнитным жидкостям: сб. науч. тр. – Иваново, 2012. – С. 243–249.

4. Магнитожидкостные герметизаторы для подшипниковых узлов электродвигателей шахтных комбайнов / А.В. Радионов, А.Н. Виноградов, А.В. Казакуца и др.  // XIV Междунар. Плесская конф. по нанодисперсным магнитным жидкостям: сб. науч. тр. – Иваново, 2010. – С. 354–360.

5. Krakov M.S., Nikiforov I.V. Effect of diffusion of magnetic particles on the parameters of the magnetic fluid seal // Magnetohydrodynamics. – 2014. – Vol. 50, no 1. – P. 35–44.

6. Краков М.С., Никифоров И.В. Влияние неоднородного нагрева на стабильность параметров и ресурс магнитожидкостных уплотнений // XVI Междунар. Плесская конф. по нанодисперсным магнитным жидкостям: сб. науч. тр. – Иваново, 2014. – С. 330–335.

7. Zhang H.N., Li D.C. Analysis and Experimental Study on Magnetic Fluid Seal Mechanism // Key Engineering Materials. – 2012. – Vol. 492. – Р. 273–276.

8. Полетаев В.А., Власов А.М., Пахолкова Т.А. Расчет фактической площади контакта в подшипниках скольжения при гидродинамической (жидкостной) смазке // Трение и смазка в машинах и механизмах. – 2014. – № 11. – С. 26–31.

9. Лазарев В.Е., Грамм М.И., Лазарев Е.А. Математическая модель шероховатой поверхности контактного трибосопротивления // Вестник ЮУрГУ. – 2006. – № 11. – С. 54–58.

10. Войнов К.Н., Ходаковский В.А., Шварц М.А. Математическое моделирование шероховатых поверхностей // Трение, износ, смазка. – 2009. – № 41. – С. 1–9.

11. Грязев В.М. Моделирование реальной поверхности деталей // Известия ТулГУ. Технические науки. – 2013. – Вып. 1. – С. 192–200.

12. Власов А.М., Полетаев В.А., Пахолкова Т.А. Установка для исследования эксплуатационных характеристик магнитожидкостных герметизаторов // Вестник УГАТУ. – 2017. – Т. 21, № 2. – С. 17–23.

13. Магнитные жидкости, выпускаемые в ПНИЛ ПФГД [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://ispu.ru/node/5799.

 

Ключевые слова на русском языке: 
магнитная жидкость, магнитожидкостный герметизатор, электродвигатель, экспериментальный стенд, частота вращения, момент трения
Ключевые слова на английском языке: 
magnetic fluid, magnetic fluid seal, electric motor, test bench, rotation frequency, friction torque
Индекс DOI: 
10.17588/2072-2672.2019.5.040-047
Количество скачиваний: 
23