真空镀膜机的传动控制轴处密封通常采用的是接触式机械密封,易磨损、寿命短、制作工艺繁琐、造价高.本文设计了小轴径真空镀膜机用的磁性液体密封结构,对磁性液体密封结构的磁场进行了有限元分析,得到了密封结构的磁场分布,以及密封结构的极齿处磁场强度值.由磁性液体运动方程推导了伯努利方程,确定了磁性液体密封边界条件,推导了磁性液体密封结构的耐压公式,计算了极齿与转轴不同间隙的真空镀膜机磁性液体密封结构的耐压值,加工了间隙为0.1 mm的磁性液体密封装置,应用在真空镀膜机的转动轴动密封处,满足真空度要求.

极靴一体化磁性液体密封具有良好的应用前景,为研究极靴一体化磁性液体密封耐压性能的影响因素,对一体化极靴结构参数进行了分析.首先,推导了磁性液体密封结构的耐压公式;其次,使用有限元仿真分析磁性液体密封结构的耐压性能,首次分析了有无薄壁、薄壁厚度、极齿与薄壁的轴向距离以及多级极靴尺寸分布比例对于磁性液体密封结构耐压的影响;最后,加工了极靴一体化磁性液体密封装置,搭建实验台进行实验研究.结果表明:一体化极靴比传统极靴磁性液体密封耐压略小,但相差不大;薄壁厚度以及极齿与薄壁轴向距离均与密封结构耐压值成反比;对于多级极靴结构,磁铁之间的极靴长度大于两侧极靴长度,更利于磁性液体密封的耐压.