嗡．Ｅ遐宏蔓匝匮麓翻磁技术在密封领域的应用王洪群，虞培清，付梅华（浙江长城减速机有限公司，浙江温州３２５０２８）摘要：磁技术在密封领域发挥了不可替代的重要作用。文中对磁技术在密封领域的应用现状和前景进行了分析。关键词：稀土永磁材料磁技术密封中图分类号：ＴＨｌ６３文献标识码：Ａ文章编号：１１３０２一麟（２０ｉｏ）０２—００２６－０３ｏｎＳｔｕｄｙＭａｇｎｅｔｉｃＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＡｐｐｌｉｅｄＷＡＮＧｆｏｒＳｅａｌｉｎｇＡｒｅａＨｏｎｇｑｍａ。ＹＵ蹦ｑＩ哩，ＦＵＭａｈｕａａＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｍａｇｎｅｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｔａｋｅｓｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｉｎｓｅａｌｉｎｇａｒｅａ．Ｓｏｍｅｔｉｍｅｓｉｔｉｓｉｓｍｕｓｔ．＂ｌｌａｅｍａｇｎｅｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｔａｔｕｓｄｉｓｃｕｓ跎ｄ鹊ｗｅｌｌａｓｔｈｅｐｒｏｓｐｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒａｒｅ—ｅａｒｔｈｐｅｒｍａｎｅｎｔｍａｇｎｅｔｉｃｍａｔｅｒｉａｌ；ｍａｇｎｅｔｉｃｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；ｓｅａｌｉｎｇ０引言泄漏是机械设备常产生的故障之一…，密封作为机电产品中防止产品漏油、漏气、漏水以及外界环境介质和灰尘侵入的装置得到广泛应用口。。与磁极并紧靠轴的间隙内加注磁流体作为密封剂形成液态Ｏ型圈堵塞间隙，从而达到密封的目的，其结构示于图１。２）磁力机械油封（密封）：工作参数为压力≤０．３３ＭＰａ，温度≤２６０ｏＣ，线速度≤６０ｍ／ｓ。、ＳＮＳ密封眭能是ｉ平Ｊｏｑ－机械产品质量的一个重要指标，密封学科在国民经济发展中占有重要地位，橡胶密封、填料密封和机械密封已经形成三大密封行业，并已有相应的行业标准体系。从密封大的分类看，可分为静密封和动密封，其中动密封又可分为两种基本类型，即往复密封和旋转密封。磁技术主要应用于动密封的旋转密封。在普通机械中，泵仅次于电动机位居第二位ｐ。。磁技术应用于旋转密封的重要意义，不仅是它可以应用的范围广阔，更重要的是它实现了全密封无泄漏，是任何以往密封所不能比拟的‘４１。磁技术应用实现动密封零泄漏，根本上改善了环（ａ）导磁轴（ｂ）非导磁轴磁力机械密封是在机械密封设计中，用磁力代替弹力起补偿作用。只有在被密封的压力较低时使用。因为密封端面的作用面积有限，磁力的大小不能满足机械密封的理论设计要求，况且磁力机械密封以简单方便为主要特征，主要做油封使用，通常可以称为磁力机械油封。其优点在于密封效果好、寿命长、占用空间小，适用于立式或卧式、高速或低速、润１永久磁体２极靴３磁流体４旋转轴图１磁流体密封结构示意图境污染、节约能源与材料、保障人身安全，是现代化工业发展的需要。ｌ磁技术在密封领域应用概述如前所述，磁技术主要应用于动密封的旋转密封，它有以下三种情况：１）磁流体密封：工作参数为真空至１．３３３×１０。７ＭＰａ（绝压）、压力至０．４１ＭＰａ（表压）、工作温度一５０℃～９０℃、线速度７０ｍ／ｓ，用于气体介质，可视为全密封。磁流体密封，是由永磁体磁场在磁极与导磁轴或磁极与磁极之间形成强磁场回路。在磁极与导磁轴的间隙内或磁极ｌ封座２静环０型圈３静环４永久磁体５动环６动环Ｏ型圈图２磁力机械油封结构示意图滑或干磨工况，其结构示于图２。３）磁传动密封：磁传动密封是个发展中的新技术，近年作者简介：王洪群（１９６０一），男，辽宁沈阳人，毕业于大连理工大学机械工程系，浙江长城减速机有限公司高级工程师，主要从事磁技术应用及密封技术研究与开发。收稿日期：２００９－６－３０万方数据在工作参数上有很大突破。其工作原理示于图３，借助磁场力进行无接触地传递旋转动力，在主动部件和被动部件之间用隔离套将工作介质与外界彻底分开，从而实现了传动密封。目前广泛应用在输送泵和搅拌设备上。相对而言，磁流体密１机架２外磁部件３隔离套封的应用范围比较小，只４内磁部件５迸水口６出水几在高真空高速和常温的情图３磁传动密封结构示意图况下使用。磁力机械油封的优越性显而易见，会越来越多地被推广应用。磁力机械油封的设计，特别是端面比压的计算涉及磁学知识，对此做过研究并发表论文“磁力机械油封设计研究”。开发的产品“磁力机械油封”也已经获得国家专利（ＣＮ２００７２０１９９７１１．１）。磁传动密封被广泛应用在输送泵和搅拌设备上。磁传动密封从Ｅ世纪４０年代诞生到现在，经历了几十年的发展过程。从最初的传递几个牛顿米到目前的数千个牛顿米或几百千瓦的能力一ｏ。我们注意到磁传动密封具有的不可替代的全密封性能很值得重视和推广，针对其设计理论以及标准还不够完善的现状，我们进行了系统的研究试验工作。２磁传动密封在较早的行业标准《小型磁力传动离心泵》（ＪＢ／Ｔ＇／７４２—９５）和《磁力驱动反应釜》（ＨＧ／１３６４８—１９９９）中，磁传动密封作为其中的—个部分做了简单笼统的介绍，因为磁传动密封主要使用的稀：ｔ．Ｊｉｃ磁材料的滞后发展，不可能在早期的标准中考虑的完善，况且磁传动密封的很多研究成果都是近年完成，下面对磁传动密封技术做一较全面综述。到目前为止，可以把磁传动密封归纳四种：１）电磁感应传动密封，见图４，属于有源线圈对线圈的异步传动。２）磁力传动密封，见图５，属于永磁体对永磁体的同步传动。ｌ定子线圈２隔离套３内转予总成Ｉ外转子总成：２隔离套３内转子总成图４电磁感应传动密封示意图图５磁力传动密封示意图万方数据３）感应式磁传动密封，见图６，属于永磁体对线圈的异步传动。４）引力同步磁传动密封，见图７，属于永磁体对软磁体的同步传动。Ｉ外转子总成２隔鼻套３内转子总成１外转子总成２隔离套３内转子总成图６痔应式磁传动密封示意图图７引力同步磁传动密封示意图１９４７年出现第一种磁传动密封，用于屏蔽泵。１９５９年出现第二种磁传动密封，最初用于磁力泵。１９６２年出现第三种磁传动密封，称为扭矩环，用于泵密封。第四种磁传动密封是我公司２００５年研制开发的产品，同年申请国家发明专利（ＣＮ２０２５１（Ｉ）４－１４１５．４）。第二种磁力泵比第一种屏蔽泵制造简单，维修方便，并可设计在腐蚀性介质中使用，加上第一种屏蔽泵的隔离套厚度有限寿命短，所以第二种磁传动密封已经成为主流产品。第三种磁传动密封是为了适应高温介质而出现的，与第二种磁传动密封相比，内转子上没有了稀土永磁材料，不用考虑温升将使得稀土永磁材料接近居里点的退磁问题，使用温度可达４５０℃。本世纪初国内开始了第三种磁传动密封的研究开发工作，在研制应用中发现，这项技术存在很多天然缺陷，诸如内转子线圈导电体能量损耗大、异步传动使输出转速无法准确控制以及制造难度大传动效率也不理想等。为了更好地解决高温传动密封，我们研制开发了第四种引力同步磁传动密封。该产品不仅同步性能、耐高温性能、加工成本、制造难度以及耐腐蚀性能都好于第三种磁传动密封，而且在所有磁传动密封中具有最好的过载保护能力以及使用寿命，只是传动效率不及第二种磁传动密封。磁传动密封研制开发过程中我们攻克了包括磁耦合传动的优化设计、磁传动进一步小型化和大型化、隔离套涡流损耗的确定以及如何减少涡流损耗等一系列问题‘“８｜。３未来展望磁技术在密封领域的应用特别是磁传动密封在输送泵和搅拌设备上的应用，使剧毒、易燃、易爆或贵重介质被完全密封，这具有很大的现实意义。磁传动密封的研究大有前途。我们同时看到，磁传动密封在设计和制造上还需要系统、科学地规范，并出台相应地统一完善的国家或行业标准。（下转第３０页）中国机械采购网．３０．豇堰丑要翌霞五盈豳邕澄墓ｌＩ同的数据处理参数，也就是采用不同的分辨率。激励振源频率非常接近，同时有些激励振源的摆动幅度又比较大，此时只能采用分段处理法。即在不同的分析频段采用不例如某次试验，试验安排中准备产生激励信号／为：∥Ｖ＝ｎ２丌×笱笛＋．凯ｎ２｜：×施施＋．虬ｎ２丌×＝ｎ２｜＝×＋．吼ｎ２订×＋．吼ｎ２霄×佻眺０≤ｔ≤５（６）５＜ｔ≤１０其中频率２５ＨＺ和２６Ｈｚ都为激励振源，而频率７５０Ｈｚ振幅，最真实的反应了实际振动信号的振动水平。３总结本文根据试飞工程经验提出振动数据中分辨率的确定方法，该方法可以适用于大部分振动试验数据的处理，对振动和７５２Ｈｚ为同一振源频率摆动结果。此时如果数据处理分辨率过低，可能无法区别出频率２５Ｈｚ和２６Ｈｚ的振源信号，而分辨率过高，则可能因为分辨率小于７５０Ｈｚ的频率摆动范围，从而降低了频率为７５０Ｈｚ的振幅。此时只能对该数据段进行分段处理，分析试验数据时分两个频段分析。分别为ＯＨｚ到１００Ｈｚ范围和１００Ｈｚ到１０００试验数据处理结果的正确性有很大帮助，具有一定的工程实用价值。Ｈｚ范围进行分析，分辨率分别为ｌＨｚ和２Ｈｚ，分段分析结果如图４和图５所示。从ｌ参考文献Ｔｈｅｏｒ髓ｃａｌｔｈｅ１９ｔｈ暑ｏ，５馨００１０［１］ＳａｎｓｏＦ．ＴａｌｋＯｎｔｈｅａｔＦｏｕｎｄａｔｉｏｎｓ０ｆＰｈｙｓｉｅａｌＩＵＧＧＣ，ｅｎｅｒａｌＡｓｓｅｍｂＧｅｏｄｅｓｙ［Ａ］．ｌｙ［Ｃ］．９－ＰａｐｅｒＰｒｅｓｅｎｔｅｄ２２Ａｕｇｕｓｔｌ９８７２０３０柏５０６０７０舯９０１００频率（Ｈｚ）［２］ＫｏｔａｓａｋｉｓＣ，ＳｉｄｅｒｉｓＭＧ．ＡｍｏｄｉｆｉｅｄＷｉｅｎｅｒ—ｔｙｐｅＦｉｌｔｅｒｆｏｒＧｅｏｄｅｔｉｃｔｉｍａｔｉｏｎＥｓ－Ｐｒｏｂｌｅｍｓｗｉｔｈ１１ｔ４公式６信号处理结果（０＂－．１００Ｈｚ）７５：６４７－６６０Ｎｏｎ・ｓｔａｔｉｏｎａｒｙＮｏｉｓｅ．Ｊｏｕｒｎａｌ０ｆＧｅｏｄｅｓｙ，２００１，［３］ＫｅｌｌｅｒＷ．ＡＷａｖｅｌｅｔＡｐｐｒｏａｃｈｔｏＮｏｎ－ＳｔａｔｉｏｎａｒｙＣｏＬｌｏｃａｔｉｏｎ．Ｃ“ｈｓｙＡｓｓｅｍ－Ｂｅｙｏｎｄ２０００：卫＂Ｃｈａ／ｌｅｎｇｅｓｄｔｈｅＦｉｒｓｔＤｅｃａｄｅ．１ＡＧＧｅｎｅｒａｌｂｉｙＰＰＢｉｍｉｎｇ｝Ｉｍ．Ｂｅｒｌｉｎ２０８－２１３Ｈｅｉｄｅｌｂｅｒｇ：Ｓｐｒｉｎｇｅｒ－Ｖｅｒｈｇ，Ｊｄｙｌ９—３０，１９９９，：［４］Ｋｏｔ８１１ｋｉ￥ｃ，ＳｉｄｅｒｉｓＭＧ．ＡｌｉａｓｉｎｇｏｕｔｐｕｔＬｉｎｅａｒＥｓｔｉｍａｔｉｏｎＥｒｒｏｒＭｏｄｅｌｌｉｎｇｉｎＳｉ嘲ｅ－ｉｎｐｕｔＳｉ嘲ｅ－ＳｙｍｐｏｓｉｕｍＯｉｌｓ”ｔｅｒｎｓ［Ｃ］．１ＡＧＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ颇宰（Ｈｚ）Ｇｒａｖｉｔｙ，Ｇｅｏｄｅｓｙａｎｄ（；ｅⅨＩｙｎａｍｉｃｓ．Ｂａｎ珏．２０ＧＯ图５公式６信号处理结果（１００～１０００Ｈｚ）［５］汪海洪，罗志才，罗佳。邹贤才，黄东武．数据分辨率对最小二来配置图中可以看出，采用分段分析法既区分出了频率为２５Ｈｚ和２６Ｈｚ的两个激励振源信号，又没有降低７５０Ｈｚ信号的解的影响【Ｊ］．大地测量与地球动力学，２００６，（０４）辱・・专・夺・夺・夺・夺・串－夺・夺・÷・－６－・ｔ｝・÷・孛・夺・夺・夺・夺・幸・夺・夺・夺・争・夺・寺－・・争・夺・・争・夺・—争・寺・・夺・夺・寺・・夺・夺・÷・夺・・争・夺・串・寺・争・争・争・・争・（上接第２７页）１４［５］陈志平，章序文，林兴华．搅拌与混合设备设计选用手册［Ｍ］．化学工参考文献业出版社。２００４［６］王洪群，虞培清，章志耿，杜佐寅等．磁传动设计研究．机械设计，２００８［１］徐灏．密封［Ｍ］．北京：冶金工业出版社，２００２［２］徐游，杨红文，王凤喜编著．密封使用与维修问答［Ｍ］．北京：机械工业出版社．２００５（１０）：５ｌ舅［７］王洪群，虞培清，章志耿，杜佐寅等．磁传动隔离套涡流损耗计算．现代机械，２０嘴（３）：４６４８［３］ｌｇｏｒＪ．Ｋａａｔｓｓｉｋ，陈云中译．ＰｕｍｐＨａｎｄｂｏｏｋ［Ｍ］．北京：中国石化出版社．２００２【８］王洪群，虞培清。章志耿等．减少磁传动隔离套涡流损耗的研究．机械传动，加田（６）：１８－２０［４］王洪群，虞培清，章志耿等．磁传动应用技术发展．重型机械，２００６（６）：万方数据
