СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ РЕСУРСА И НАДЕЖНОСТИ УСТРОЙСТВ С НАНОДИСПЕРСНОЙ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТЬЮ
METHOD FOR INCREASING OF LIFE AND RELIABILITY OF DEVICES WITH NANO-DISPERSE MAGNETIC FLUID

Изобретение относится к области приборостроения и машиностроения и может применяться при создании устройств с нанодисперсной магнитной жидкостью.
Известен способ повышения ресурса и надежности устройств с магнитной жидкостью, реализованный при создании магнитожидкостного уплотнения (патент на изобретение РФ №2302573. Магнитожидкостное уплотнение. Щелыкалов Ю.Я. и др. МПК F16J 15/43, 2007), в котором на кромки полюсных приставок и вала, контактирующие с магнитной жидкостью, нанесено немагнитное покрытие.
Недостатком данного способа является необходимость нанесения немагнитного покрытия на кромки магнитной системы и недостаточно высокие ресурс и надежность устройств с нанодисперсной магнитной жидкостью.
z
z
Известен «Способ повышения ресурса и надежности устройств с нанодисперсной магнитной жидкостью» (патент на изобретение РФ №2413321, МПК H01F 3/10, H01F 41/00, 2011 г.), в котором поверхности магнитопроводящих деталей устройств, предназначенные для контакта с нанодисперсной магнитной жидкостью, обрабатывают механическим, гальваническим или другим способом, понижая высоту и шаг неровностей шероховатой поверхности, покрывают защитным слоем из немагнитного материала толщиной Δ=n×R, где n≥0,3 - коэффициент пропорциональности, a R - высота неровностей профиля шероховатой поверхности, на которую наносят немагнитное покрытие, после чего создают магнитное поле в устройстве и вводят нанодисперсную магнитную жидкость.
Недостатком данного способа является необходимость нанесения немагнитного покрытия на магнитопроводящую поверхность, контактирующую с нанодисперсной магнитной жидкостью. Нанесение немагнитного покрытия на магнитопроводяшую поверхность усложняет технологию производства магнитожидкостных устройств, увеличивает их себестоимость. Кроме этого, слой немагнитного покрытия уменьшает величину рабочего зазора, что приводит к увеличению габаритов магнитных систем магнитожидкостных устройств.
Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в создании способа повышения ресурса и надежности устройств с нанодисперсной магнитной жидкостью, отличающегося простотой и технологичностью реализации.
Технический результат достигается тем, что в способе повышения ресурса и надежности устройств с нанодисперсной магнитной жидкостью, включающем обработку поверхностей магнитопроводящих деталей, контактирующих с нанодисперсной магнитной жидкостью, механическим или гальваническим способом для понижения высоты и шага неровностей шероховатой поверхности, поверхности магнитопроводящих деталей, контактирующих с нанодисперсной магнитной жидкостью, дополнительно подвергают пластическому поверхностному деформированию, после чего в устройстве создают магнитное поле и вводят нанодисперсную магнитную жидкость.
На фиг.1 показан поверхностный слой магнитопроводящей детали после механической или гальванической обработки и нанодисперсная магнитная жидкость над поверхностью.
На фиг.2 показан поверхностный слой магнитопроводящей детали после пластического поверхностного деформирования и нанодисперсная магнитная жидкость над поверхностью.
На фиг.3 дано графическое представление распределения напряженности магнитного поля около поверхности магнитопроводящей детали до (кривая 1) и после пластического поверхностного деформирования (кривая 2).
max
min
ср
Предлагаемый способ заключается в следующем. Шероховатую поверхность магнитопроводящей детали 1 (фиг.1), через которую замыкается магнитное поле и которая контактирует с нанодисперсной магнитной жидкостью 2 в устройстве, до сборки узла обрабатывают одним из известных способов: механическим (чистовой токарной обработкой, шлифованием) или гальваническим (электрохимическим, химическим) полированием, уменьшая высоту и шаг неровностей шероховатой поверхности. Равномерное магнитное поле рабочего зазора устройства вблизи магнитопроводящей поверхности перераспределяется, что обусловлено наличием выступов и впадин на шероховатой магнитопроводящей поверхности (кривая 1 на фиг.3). Около вершин выступов напряженность магнитного поля повышенная, в районах впадин - пониженная. Чем выше шероховатость, тем значительнее высота и площадь основания каждого выступа, тем с большей площади собирается магнитный поток и концентрируется на вершину одного выступа, соответственно, тем выше степень перераспределения напряженности магнитного поля около поверхности. Чем меньше по размеру выступы, тем ниже степень перераспределения напряженности магнитного поля, тем ниже отклонение экстремальных значений напряженности H и H (фиг.3) около магнитопроводящей поверхности от средней напряженности поля Н в зазоре, и на меньшем расстоянии от поверхности наблюдаются следы перераспределения поля.
После механической или гальваническим обработки поверхность подвергают пластическому поверхностному деформированию. Это делается, допустим, выглаживанием алмазным кристаллом, зажатым в оправке. При алмазном выглаживании сминаются все выступы шероховатой поверхности, которые в магнитном поле являются концентраторами напряженности магнитного поля (фиг.2). Магнитное поле около магнитопроводящей поверхности становится однородным, исчезают зоны повышенной напряженности магнитного поля, являющиеся очагами разрушения и расслоения магнитной жидкости (кривая 2 на фиг.3). После подготовки поверхностей деталей, предназначенных для контакта с нанодисперсной магнитной жидкостью вышеописанным образом, в устройстве создается магнитное поле и вводится нанодисперсная магнитная жидкость 2.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет исключить отрицательное воздействие приповерхностного перераспределения напряженности магнитного поля на магнитную жидкость и повысить надежность и ресурс известных магнитожидкостных устройств.