【摘 要】
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光电吊舱是一种搭载有精密光电仪器的先进装备,为使吊舱具有更好的环境适应性,使用干燥气体进行填充,需要对吊舱轴系进行动密封。我国光电吊舱现在所采用的动密封方式存在气密性不足、摩擦转矩大、可靠性低等问题,本文采用磁性液体密封对光电吊舱轴系动密封进行改进。磁性液体密封应用于光电吊舱需要解决以下两个关键技术问题,一是磁性液体密封的转矩大小控制问题,二是磁性液体密封的磁性液体蒸发问题。针对上述关键问题,本文
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光电吊舱是一种搭载有精密光电仪器的先进装备,为使吊舱具有更好的环境适应性,使用干燥气体进行填充,需要对吊舱轴系进行动密封。我国光电吊舱现在所采用的动密封方式存在气密性不足、摩擦转矩大、可靠性低等问题,本文采用磁性液体密封对光电吊舱轴系动密封进行改进。磁性液体密封应用于光电吊舱需要解决以下两个关键技术问题,一是磁性液体密封的转矩大小控制问题,二是磁性液体密封的磁性液体蒸发问题。针对上述关键问题,本文开展了如下研究:(1)首次设计了薄壁极靴磁性液体密封结构,对该结构的磁路进行了分析,阐明了薄壁厚度对耐压能力的影响。(2)基于所设计的密封结构,首次设计了适用于光电吊舱的一体式薄壁极靴磁性液体密封装置。(3)利用数值方法,计算得到所设计的磁性液体密封装置的最大理论耐压能力。(4)基于所设计的磁性液体密封装置,使用MF1、MF2和MF3型磁性液体开展了磁性液体密封耐压实验,研究了磁性液体注入量、温度对磁性液体耐压能力的影响,以及磁性液体密封的自修复能力。实验结果表明:不同种类磁性液体达到其最大理论耐压能力时的注入体积是相同的;温度对磁性液体耐压能力的影响与磁性液体注入量无关;磁性液体密封装置的耐压能力随冲破次数的增加而逐渐减小。(5)建立了磁性液体蒸发模型,以此为基础推导了试管中的磁性液体蒸发率公式。(6)根据所建立的磁性液体蒸发模型对磁性液体蒸发率进行了理论预测,使用煤油基磁性液体开展了磁性液体蒸发实验,研究了环境温度、磁性颗粒的体积分数、液面距试管管口距离以及有无磁场对磁性液体蒸发率的影响,将实验结果与理论预测结果进行了对比。结果表明:磁性液体的蒸发率随着蒸发过程的进行逐渐减小;磁性液体的蒸发率小于其基载液的蒸发率;磁性颗粒的体积分数越小磁性液体的蒸发率越大。本论文图53幅,表7个,参考文献77篇。
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