磁流体密封轴承如何选用真空润滑脂

近年来，国内外真空设备发展迅猛。在许多回转动密封装置上，磁流体密封得到了广泛的应用，例如在单晶硅炉、真空钎焊炉、真空熔炼炉、化学气相沉积、离子镀膜、液晶再生等真空设备的密封，以及高温高压设备及对[wiki]环境[/wiki]要求较高的设备的密封。从而提高产品质量，获得很好的经济效益。 磁流体密封技术是在磁性流体的基础上发展而来的，当磁流体注入磁场的间隙时，它可以充满整个间隙，形成一种“液体的O型密封圈”。* d% Z7 G: }1 y/ c5，磁流体密封装置的功能是把旋转运动传递到密封容器内，常用于真空密封， 磁流体密封装置是由不导磁座、轴承、磁极、永久磁铁、导磁轴、磁流体组成，在均匀稳定磁场的作用下，使磁流体充满于设定的空间内，建立起多级“O型密封圈”，从而达到密封的效果；每级密封圈一般可以承受大于0.15～0.2个大气压的压差。总承压为各级压差之和，一般设计为2.5个大气压，完全满足真空密封的需要。真空转轴密封具有代表的典型结构是接触式的威尔逊密封。为了防止轴在高速旋转、下气体的泄露，只能增加密封接触界面上的压力。但是由此而产生的摩擦发热问题却难以解决。因此，研制摩擦损失小，使用寿命长的新型密封结构已成为真空装置中应当解决的重大问题之一。为了解决这一问题，近年来应用磁流体进行真空转轴动密封的技术已经在国内外取得了成功。

随着装备行业对磁流体密封装置供求量的增加，对其各种性能不断提出新的挑战。为适应各相关行业对高速、重载、自动化、大型化和高产能的迫切需求，需要加快对磁流体密封装置轴承的超真空润滑脂论研究步伐，其中真空润滑理论的研究直接关系到轴承的使用寿命。要保证轴承的正常工作，必须保证润滑对象、润滑装置、润滑介质、真空度、润滑管理等有效工作。

磁流体真空润滑脂作为一种新型的润滑形式，为探索轴承润滑性能的提高开拓了新的空间，对研究磁流体润滑油膜的承载能力，尤其是以润滑脂作为基载液时更具实用意义。比瑟奴T.GREASE-51/RL 超真空润滑脂基采最新混合型基础油，并添加独特的聚合物系统配制而成的，专门为超真空条件下磁流体密封装置真空轴润滑。该产品设计用于铁磁流体装置中的高真空环境（10-8托）。具有良好的高温稳定性，最高使用温度可以达到260℃；在遇到机械剪力时，表现出超凡的耐久性和稳定性；良好的真空稳定性，真空稳定性24小时125℃ 0.852 TML(%wt）；不滴落,不变稀，不熔化，仍保持粘性及停留在分布位置；优良的极压抗磨性能和黏附性，摩擦系数低，承载能力强。广泛应用于晶圆搬运机器人的同轴双轴磁流体密封装置。高真空、航天器和半导体制造设备的中速轴承，如：真空泵转子轴承，真空镀膜设备、真空阀门，真空炉、真空干燥设备、真空包装、真空电机组风机轴承等机构部件的润滑。

磁流体是由基载液、磁性颗粒和分散剂组成的液体，具有磁性和流动性特点，而影响磁流体润滑能力的因素很多，如工作载荷大小、外加磁场强度、纳米粒子大小及其浓度大小、摩擦副表面状态以及流体温升和环境温度等。比瑟奴主要介绍了轴承磁流体的真空润滑性能，以磁流体润滑油膜的承载能力为出发点，重点分析磁流体润滑油膜刚度与油膜粘度、油膜厚度、油膜压力、油膜温度、流体速度、磁场强度等之间的关系。首先，阐述了磁流体润滑的研究状况以及本课题的主要研究内容。然后，介绍了油膜轴承的工作原理及润滑特点，为深入研究磁流体润滑性能的理论分析奠定了基础。接着，建立了油膜轴承磁流体润滑性能分析模型，根据磁流体的性质建立了研究所需的具体数学方程组，继而数值求解得到各润滑特性参数之间的关系。在理论模型的基础上，又采用ANSYS与CFX来分析处理模型，通过有限元模拟求解分析了磁流体润滑油膜的性能。最后，对理论模型进行了实验验证，研究得到了磁流体润滑相关参数之间的关系。依据理论模型和利用现有实验条件，设计了三组实验，分别是外加磁场的设计和测量实验、磁流体的配备实验、磁流体在不同工况条件下的粘度测量实验。此外，通过数据用关联度分析法和层次分析法计算了各磁流体润滑油膜特性参数对油膜刚度影响程度的权重。研究结果表明：磁流体润滑油膜数值计算结果、仿真模拟结果和实验研究测试结果总体吻合；实验证实了对磁流体施加适当的磁场能够增大磁流体的粘度，并且磁流体的粘度与磁场强度的大小基本成正比。同时，通过实验验证了磁流体润滑油膜，尤其是通上电流（施加外磁场时）时，确实可以增大油膜轴承的承载能力，并能在一定程度上降低温升对油膜粘度的负面影响。