Subscription request:

podpiska@panor.ru

For all questions:

+7 495 274-22-22

UDK: 621.318

Investigation of operation processes of integrated ferrofluid seals in mechanical drives

Toporov A.V. Ph.D. Candidate in Engineering, Associate Professor, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Russia
Kiselev V.V. Ph.D. Candidate in Engineering, Associate Professor, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Russia
Pokrovskiy A.A. Ph.D Candidate in Engineering, Associate Professor, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Russia
Legkova I.A. Ph.D. Candidate in Engineering, Associate Professor, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Russia
Ivanov V.E. Ph.D. Candidate in Engineering, Ivanovo Fire and Rescue Academy of the State Fire Service of the Ministry of the Russian Federation for Civil Defense, Emergencies and Elimination of Consequences of Natural Disasters, Russia

The article presents the results of studies concerning the process of friction of elastomeric material (rubber) with steel surfaces with different finishes when using ferrofluids as a lubricant for a magnetic field. Method of mathematical planning for experiments was used to reduce the number of tests in the process of conducting experiments. The use of methods for optimal experiment planning made it possible to minimize the number of measurements to build adequate models and to achieve a significant reduction in time and material costs in order to study the friction of an elastomeric material with metal. In the course of the research, the influence of such factors as the magnitude of magnetic induction in the working gap, sliding speed of the counter elements, and contact force, on the friction process in integrated ferrofluid seals with an elastomeric working element was determined.

При герметизации вращающихся валов механических приводов встает задача создания надежных и простых уплотнений. Долговечность работы уплотнения оказывает значительное влияние на работоспособность систем приводов, узлов и деталей машин. Рост скоростей агрегатов, температур и давлений уплотняемых сред предъявляет к уплотнительным устройствам высокие эксплуатационные требования. Одним из наиболее перспективных видов уплотнений являются комбинированные магнитожидкостные уплотнения. При разработке таких уплотнительных устройств встает ряд задач, для решения которых требуется комплексный подход.

Присутствие в комбинированном уплотнении магнитожидкостной ступени предполагает наличие магнитной системы [1, 2]. Магнитная система способна удерживать магнитную жидкость в рабочей области таких уплотнений.

При использовании магнитной жидкости в качестве смазки ее структура и свойства, а также наличие магнитного поля могут оказывать значительное влияние на процесс трения.

Проявление смазочных свойств внешней среды, в которой происходит трение, заключается в образовании в области трения пленки смазочного материала.

Образующаяся в процессе трения пленка может значительно уменьшить непосредственный контакт трущихся поверхностей. Наличие смазки в области трения может значительно изменить характер контакта и режим трения, вызвать уменьшение силы трения и износа.

Оценка смазочных свойств какой‑либо среды может быть произведена путем измерения силы (момента) трения и износа при трении образцов.

На основании теории трения в паре эластомер — металл [3] установлено, что основное влияние на процесс трения оказывает ряд факторов:

1. Шероховатость металлического элемента, входящего в пару трения.

2. Контактное усилие в паре трения.

3. Скорость скольжения.

4. Смазочный материал.

5. Магнитная индукция в области трения (для случая трения в присутствии магнитной жидкости).

Эксперименты проводились на специальной экспериментальной установке, описанной в [4]. Фотография установки представлена на рис. 1.

For citation:
Toporov A.V., Kiselev V.V., Pokrovskiy A.A., Legkova I.A., Ivanov V.E., Investigation of operation processes of integrated ferrofluid seals in mechanical drives. Chief Mechanical Engineer. 2019;1.
The full version of the article is available for subscribers of the journal
Article language:
Actions with selected: