真空镀膜机用磁性液体真空密封装置设计及实验研究

论文摘要

磁性液体作为一种新型的功能材料,正在得到广泛地应用。由于其对磁场的响应特性,使其具有液体的流动性,同时具有磁性材料的磁性。随着社会与科技的进步,其应用领域会越来越广泛。本文对用于真空镀膜机上的传动控制轴密封装置进行了设计,替代了原有的焊接金属波纹管密封。(1)设计了极靴与永久磁铁的结构,探讨了相关零部件在设计、加工、装配过程中遇到的问题,并给出了解决办法。最后还对密封装置的设计方案进行了可行性分析。(2)根据磁性液体密封装置的实际情况,从电磁场基本理论出发,用磁矢量位法表述了磁性液体密封装置磁场一般的边界条件。根据所推导的边界条件,使用ANSYS有限元分析软件,对本文设计的磁性液体密封装置进行计算,得出了磁性液体密封装置的磁场分布。(3)对所设计的磁性液体密封装置进行了真空密封耐压实验研究。主要从转速、密封间隙、不同磁性液体性质几个方面,探讨了它们对真空密封耐压能力的影响。最后针对实验过程中的一个特殊现象,分析了磁性液体注入量的问题。在磁性液体真空密封中,磁性液体注入量的研究具有重要意义。总之,作者成功地解决了真空镀膜机上传动控制的磁性液体密封问题。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 磁性液体发展与动态
• 1.1.1 磁性液体发展历史
• 1.1.2 从专利技术的角度看磁性液体发展
• 1.1.3 磁性液体真空密封发展状况
• 1.2 本课题研究意义
• 1.3 本文任务及内容
• 2 磁性液体密封耐压公式的理论分析
• 3 真空镀膜机传动控制轴密封装置的设计
• 3.1 密封装置的结构
• 3.1.1 密封方案的选择
• 3.1.2 密封的设计要求
• 3.2 主要零部件的设计
• 3.2.1 永久磁铁的设计
• 3.2.2 磁极的设计
• 3.2.3 轴承的选择
• 3.2.4 零部件的设计
• 3.2.5 选定方案的可行性分析
• 4 磁性液体密封装置磁场的数值计算
• 4.1 电磁场基本理论
• 4.1.1 麦克斯韦方程组
• 4.1.2 一般边界条件
• 4.2 磁性液体密封装置的边值问题求解
• 4.3 二维静态磁场ANSYS计算
• 4.3.1 ANSYS模拟计算
• 4.3.2 计算结果分析
• 5 磁性液体真空密封实验研究
• 5.1 真空密封实验台介绍
• 5.1.1 真空密封实验台组成
• 5.1.2 真空密封实验台主要部分介绍
• 5.2 磁性液体真空密封实验
• 5.2.1 实验条件
• 5.2.2 实验要求
• 5.2.3 实验结果
• 5.2.4 实验结果分析
• 5.2.5 磁性液体注入量的讨论
• 6 结论
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集