The influence of selected parameters on magnetic fluid seal tightness and motion resistance

Magnetic fluid seals belong to the class of non-contact seals. They are used as protective seals for vacuum systems, high speed shafts, precision mechanics, and electromechanical devices. The proper functioning of the magnetic fluid seal is related to creating and maintaining the continuity of the fluid ring on the sealing stage. This is achieved by appropriately shaped magnetic field distribution in the region of the sealing stage. Consequently, one of the main issues with the construction of such seals is to determine the distribution of the magnetic field in this region. This paper presents the results of analytical calculations and numerical simulations, based on which the influence of selected geometric parameters on the critical pressure and motion resistance was determined.

Uszczelnienia z cieczą magnetyczną należą do klasy uszczelnień bezstykowych znajdują zastosowanie m.in., jako uszczelnienia ochronne w układach pracujących w próżni, w uszczelnieniach wałów szybkoobrotowych, urządzeń mechaniki precyzyjnej oraz przemyśle elektromechanicznym. Zachowanie poprawnego funkcjonowania uszczelnienia z cieczą magnetyczną związane jest z koniecznością wytworzenia i utrzymania ciągłości płynnego pierścienia ferrocieczy. Realizowane jest to za pomocą odpowiednio ukształtowanego rozkładu pola magnetycznego w szczelinie roboczej uszczelnienia. W związku z tym jednym z głównych zagadnień związanych z konstrukcją tego rodzaju uszczelnień jest określenie rozkładu pola magnetycznego w rejonie występu uszczelniającego. W pracy przedstawiono wyniki obliczeń analitycznych oraz symulacji numerycznych, na podstawie których określono wpływ wybranych parametrów konstrukcyjnych na kluczowe wielkości funkcjonalne uszczelnienia, tj. dopuszczalne ciśnienie oraz opory ruchu.