Резонансная частота колебаний магнитожидкостного уплотнения
В магнитожидкостных герметизаторах (МЖГ) (магнитожидкостных уплотнениях (МЖУ)), широко применяемых в машиностроении, капля МЖ перекрывает зазор между валом и втулкой благодаря удерживающему действию сконцентрированного в области зазора магнитного поля. Рассматривая введенную модель пондеромоторной упругости в качестве первого приближения, произведем на ее основе оценку резонансной частоты nр МЖГ. С этой целью воспользуемся выражением для критического давления Dpcr «однозубцового» герметизатора: Dpcr=m0Мs(Hmax-Hmin), (5.90) где Hmax и Hmin – максимальная и минимальная напряженности магнитного поля на свободных поверхностях МЖ-перемычки. Принимая во внимание лишь пондеромоторную упругость, вычисляемую по формуле (5.62), получим: . (5.91) Если Dpcr=0,75×105 Па, b=2 мм, r=1,5×103 кг/м3, то nr»800 Гц. Наиболее часто применяются герметизаторы с симметричным расположением уплотняющих элементов. Конструкция простейшего МЖГ такого типа схематически представлена на рисунке 5.9. К кольцевому магниту 1 присоединены полюсные наконечники 2, охватывающие вал из магнитного материала 3. В зазоры между полюсными наконечниками и валом вводится МЖ 4. Образовавшаяся замкнутая полость 5 заполнена воздухом. Эта полость служит упругим связывающим элементом между двумя одинаковыми магнитожидкостными перемычками. На каждую из МЖ-перемычек действует сила: rSrb =-kg(Z1-Z2)-kpZ, rSrb =-kg(Z2-Z1)-kpZ2, (5.92) где Sr– площадь кольцевого зазора; Z1 и Z2 – смещения левой и правой перемычек из положения равновесия. Система уравнений (5.92) представляет собой известную систему двух связанных осцилляторов. Такая колебательная система имеет две нормальные частоты: и . (5.93) Неравенство 2kg/kp<<1 определяет условие слабой связи, оно приводится к следующему виду: . (5.94) Полагая Sr=5·10-5 м2, находим ограничение для объёма замкнутой полости: V0≳300 мм3. При выполнении неравенства (5.94) и начальных условиях Z1=Z2=0 и Z¢=v0 решения системы уравнений (5.92) имеют вид: Z1» ×cosWt×sinw1t, Z2»- ×sinWt×cosw1t, (5.95) где Wºkg/(2ρSrbω1). При указанных условиях МЖ-перемычки совершают колебания с частотой w1, амплитуда которых изменяется по гармоническому закону с малой частотой W, при этом происходит периодический обмен энергией между ними. Если частота внешней периодической силы, обусловленной, например, эксцентриситетом вала, совпадает с одной из нормальных частот (5.70), наступает резонанс. Амплитуда колебаний в рассматриваемом бездиссипативном приближении неограниченно возрастает. Наличие у МЖ-перемычек ряда уникальных свойств является предпосылкой для их практического использования. Так, в электроакустике может найти применение эффект генерирования электромагнитного отклика – затухающего низкочастотного электромагнитного импульса, возникающего вслед за разрывом магнитожидкостной перемычки, вытесненной из области максимального магнитного поля. Некоторые химические, физико-биологические и фармацевтические технологии используют процессы дозированной подачи газа в реактор. В этой связи представляет интерес возможность применения МЖ-перемычек в качестве клапана, наделённого способностью пропускать определённые порции газа с соответствующей сигнализацией в виде акустических и электромагнитных импульсов. МЖ-перемычки в некоторых ситуациях предпочтительно использовать в качестве основного элемента насоса – поршня.
Популярное: Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (512)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |