Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

XXIII Sympozjon PKM Rzeszów-Przemyśl 2007 POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "XXIII Sympozjon PKM Rzeszów-Przemyśl 2007 POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ"— Zapis prezentacji:

1 XXIII Sympozjon PKM Rzeszów-Przemyśl 2007 POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn

2 Uszczelnienia z cieczą magnetyczną Uszczelnienia z cieczą magnetyczną (uszczelnienia ferromagnetyczne), należą do całkowicie szczelnych uszczelnień. Czynnik uszczelniany oddzielany jest od otoczenia barierą utworzoną przez ciecz magnetyczną, utrzymywaną polem magnetycznym. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

3 Podstawowe zalety doskonała szczelność niewielkie opory ruchu duża niezawodność działania praca przy wysokich prędkościach możliwość pracy w próżni Wady uszczelnień magnetycznych niewysokie ciśnienia dopuszczalne ( w praktyce poniżej 0,5 MPa ), niska temp. pracy ( poniżej 120 C ), nieodporne na zanieczyszczenia zewnętrzne Ciecz magnetyczna, jest zawiesiną koloidalną magnetycznych cząstek o średnicy około 10nm w cieczy nośnej, od własności której w dużej mierze zależy skuteczność uszczelniania Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO Ciecz magnetyczna pod wpływem pola magnetycznego kształtuje się wzdłuż linii pola. Powstaje charakterystyczny JEŻYK

4 Budowa uszczelnienia z cieczą magnetyczną Uszczelnienie z cieczą magnetyczną składa się z magnesu trwałego lub elektromagnesu, nabiegunników wykonanych z materiału o dobrych własnościach magnetycznych oraz cieczy magnetycznej, która zamykając obwód magnetyczny tworzy barierę uszczelniającą. Zdolność utrzymania ciśnienia przez jeden występ, wg teoretycznych obliczeń, nie przekracza 0,05MPa. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

5 Ciecz doprowadzona w pobliże wału obejmuje całą przestrzeń pomiędzy nabiegunnikami i wałem tworząc barierę uszczelniającą Uszczelnienie wału niemagnetycznego Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

6 W celu skutecznego uszczelniania przestrzeni o wyższym ciśnieniu stosuje się wielostopniowe uszczelnienia z cieczą magnetyczną. Występy uszczelniające mogą być wykonane na nabiegunnikach Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

7 Uszczelnienia ferromagnetyczne zestawia się również z uszczelnieniami tradycyjnymi (np. labiryntowymi, dławicowymi, itp.) Występy uszczelniające mogą być wykonane na na wale. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

8 Proces utraty szczelności uszczelnienia ferromagnetycznego a)Poprawna praca uszczelnienia b) Faza I – przeciek bąbelkowy Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

9 Proces utraty szczelności uszczelnienia ferromagnetycznego c) Faza II – przeciek kanalikowy d) Faza III – wydmuchanie cieczy Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

10 Badania ciśnienia przebicia uszczenienia Stanowisko laboratoryjne MAST 2 1 – panel kontrolno-pomiarowy, 2 – manometr pomiaru ciśnienia w komorze badawczej, 3 – przewód zasilania komory badawczej sprężonym powietrzem, 4 – głowica badawcza z uszczelnieniem, 5 – silnik napędowy wału, 6 – przeźroczysta płytka obserwacyjna, 7 – komputer pomiarowy, 8 – układ przygotowania sprężonego powietrza Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

11 Pomiar rozkładu pola magnetycznego Rozkład pola magnetycznego został określony za pomocą pomiarów wartości indukcji magnetycznej w szczelinie tulei pomiarowej. Celem badań było sprawdzenie nierównomierności rozkładu natężenia pola magnetycznego na obwodzie uszczelnienia w zależności od liczby magnesów Ø15x5 i pomiar ciśnienia przebicia uszczelnienia w zależności od natężenia pola magnetycznego. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

12 Pomiar rozkładu pola magnetycznego Pomiary wykonano dla pakietów magnetycznych zawierających od 1 do 16 krążków magnesów neodymowych Ø15x5. Odczyt wartości indukcji wykonywano w ośmiu punktach rozmieszczonych równomiernie na obwodzie tulei pomiarowej. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

13 Występuje nierównomierność indukcji magnetycznej na obwodzie. Prawidłowość uzyskuje się już od 4 magnesów i maksimum wartości indukcji występuje w pobliżu ½ obwodu szczeliny w stosunku do punktu początku pomiaru. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

14 Różnica wartości indukcji dla 4 magnesów wynosi 4,40 mT co stanowi około 8% wartości średniej, natomiast w przedziale 6 do 16 magnesów różnica ta wynosi od 6 do 18,00 mT, co stanowi we wszystkich przypadkach około 7% wartości średniej Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

15 Średnia indukcja magnetyczna w szczelinie pomiarowej w zależności od liczby magnesów użytych w układzie magnetycznym. Obserwując zmiany indukcji magnetycznej ze wzrostem liczby magnesów trwałych generujących pole można zauważyć w przybliżeniu liniowy wzrost natężenia pola magnetycznego. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

16 Badanie ciśnienia przebicia uszczelnienia Każdą próbę poprzedzano półgodzinnym okresem stabilizacji cieczy w szczelinach uszczelnienia. Do badania ciśnienia przebicia wykorzystano tuleję badawczą z 4 występami uszczelniającymi umieszczoną w głowicy pomiarowej. Czynnikiem uszczelniającym była ciecz magnetyczna produkcji rosyjskiej BM30 o magnetyzacji nasycenia 37,5 kA/m. Na każdy występ tulei podawano 100 l cieczy. Ciecz magnetyczną równomiernie rozprowadzano na obwodzie występów tulei pomiarowej Próby przebicia uszczelnienia dokonywano w warunkach statycznych. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

17 Dla badanego zakresu wartości indukcji magnetycznej w szczelinie wzrost ciśnienia przebicia w zależności od wartości indukcji jest w przybliżeniu liniowy. Przebicie uszczelnienia związane z wydmuchem cieczy magnetycznej na przeźroczystą płytkę obserwacyjną głowicy badawczej występowało zawsze w miejscu najsłabszego pola magnetycznego. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

18 Podsumowanie Na podstawie przeprowadzonych badań można stwierdzić, że w zakresie od czterech do szesnastu magnesów stosowanych w układzie magnetycznym uszczelnienia różnica wartości indukcji magnetycznej na obwodzie uszczelnienia w odniesieniu do wartości średniej jest podobna i wynosi od 7% do 8% Analiza nierównomierności rozkładu indukcji na obwodzie wskazuje, że jej przyczyną może być asymetria magnetyczna wynikająca z cech konstrukcyjnych układu magnetyczno-uszczelniającego Ciśnienie przebicia rośnie równomiernie ze wzrostem indukcji magnetycznej w szczelinie z cieczą magnetyczną. Dla badanego zakresu indukcji magnetycznej wzrost ten jest w przybliżeniu liniowy Przebicie uszczelnienia następowało zawsze w pobliżu miejsca o zmierzonej najmniejszej indukcji, co potwierdza prawidłowość przeprowadzonych pomiarów. Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO

19 Dziękuję za uwagę Marcin Potoczny, Zbigniew Szydło, Józef Salwiński Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie Wydział Inżynierii Mechanicznej i Robotyki Katedra Konstrukcji i Eksploatacji Maszyn POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ MAGNETYCZNĄ WAŁU OBROTOWEGO


Pobierz ppt "XXIII Sympozjon PKM Rzeszów-Przemyśl 2007 POMIAR ROZKŁADU POLA MAGNETYCZNEGO I CIŚNIENIA PRZEBICIA USZCZELNIENIA Z CIECZĄ"

Podobne prezentacje


Reklamy Google