磁性流体是一种在外磁场作用下可流动的液体。主要由基液、固体磁性微粒和分散剂组成。这种液体的磁性材料，将几个纳米固体的磁性微粒均匀地悬浮于载体溶液中构成了磁性流体。由于磁体微粒很小并被分散剂包着，因而在液体中具有导磁性能，磁性流体在外磁场控制下，保持在固定的位置，磁性流体的密封就是利用磁性流体的这一物性。在磁性流体密封中如何在给定体积下设计密封能力*强的密封装置，或在给定密封能力下减小密封装置的成本，是密封装置合理设计的重要问题。由于该密封具有零泄漏、长寿命等优点，显然正确设计结合其结构参数对密封行业具有重要的意义。

　　磁性流体密封原理磁性流体密封原理如图所示，永久磁铁在磁路上产生强磁场，将磁性流体保持在密封间隙内形成“O”型密封圈，磁场力与外加压差平衡，达到密封效果。如外加压差较大，则往往采用多级密封。磁性流体密封原理磁钢材料的选择与设计磁钢材料的选择目前磁钢材料有铁氧体、铝镍钴、钐钴和钕铁硼稀土永磁材料。其中，铁氧体永磁材料的价格*低，但磁性能较差，一般在密封压差较小、要求成本低的情况下选用；铝镍钴材料的特点是剩磁较大，温度稳定性好，但因其矫顽力低且价格高，在磁性流体密封中很少选用；钐钴稀土永磁材料具有磁能积高、稳定性好和不易腐蚀等特点，适合在温度较高的场合下应用，但价格偏高，而且温度过高时，磁性流体的性能变差，必须采取措施或选用其它密封方式，所以钐钴稀土永磁材料也较少用；钕铁硼稀土永磁材料具有磁能积高、剩磁和矫顽力高及价格适中的优点，是磁性流体密封中选用较多的永磁材料。

　　磁钢尺寸的设计在旋转轴磁性流体密封中，磁钢的形状为环形，为了减小漏磁，磁钢的内径应大于转轴直径。磁钢的主要尺寸为轴向长度和径向宽度。虽然增加磁钢的轴向长度或径向宽度可以增加密封间隙的磁场强度和提高密封压差，但这仅在合理设计磁钢形状的前提下才有效。图2给出了磁钢径向宽度为12mm时密封压差与轴向长度的关系。可以看出，当磁钢轴向长度增加到一定数值后，密封能力变化很小，这是因为磁钢长度增加时，其作用趋近于恒磁通源，穿过间隙的总磁通趋于恒值，此时继续增加轴向长度对密封能力没有明显的影响。图中对应的密封装置，磁钢轴向长度取2mm与5mm时的密封压差相差很

　磁钢径向宽度为12mm时密封压差随磁钢轴向长度的变化3密封间隙的设计密封间隙是密封压差*敏感的参数，在其他参数确定之后，间隙中的磁场与间隙近似成反比。间隙越大，密封能力下降越明显。图3给出了密封压差随间隙g的变化关系。可见，间隙增大时，密封压差变小。因此，为了保持密封能力不变，必须增加磁钢的尺寸。但间隙过小又使得制造加工的难度增大。因此，应在加工制造条件允许的前提下尽量使密封间隙较小（一般在0.05mm～0.50mm之间）。当轴径小且转速低时，取较小的数值；当间隙增大时，按磁场的几何相似定律，极尖宽和磁钢尺寸等均应成比例地增加。所以承受同样密封压差的密封装置，间隙大时，体积也较大，当磁极与转轴存在偏心时，应按*大间隙计算。密封压差与密封间隙的关系曲线单级密封的*佳磁极形状理论分析表明，磁性流体密封压差与磁感应强度的*大值与*小值之差成正比。提高密封间隙的磁场强度是提高密封能力的主要措施。因而单级密封一般采用如图所示的尖角形磁极。可以看出，图中的磁极斜角对密封间隙的磁场和密封能力影响较大，当过大时，尖铁磁材料饱和，磁阻增加，磁场减弱；若太小，虽然磁阻减小，磁通较大，但极尖的磁场集中效应减弱，致使磁感应强度的差值变小。因而存在一个*佳的值，其相应的密封压差*大。一般而言，取值在30°～50°之间较为合理。极尖宽度b的大小对磁场的*大值也有较大的影响。根据磁路设计的经验。

　　密封压差与磁极斜角的关系5多级密封的级数对密封能力的影响多级密封的密封压差为各级密封压差之和，但密封压差并不能随级数的增加而无限地增加。图5给出了磁钢轴向长度为8mm、径向宽度为12mm时密封压差随级数的变化关系。可以看出，密封压差的计算值随级数的增加而趋于极限值。原因在于磁钢所产生的总磁通是有限的，当级数增加至一定程度时，总磁通趋于极限值；由于其他尺寸未变，各齿下的磁场分布相同，级数与磁感应强度的差值之积也趋于极限值，密封能力的计算值基本不变。不过在实际密封装置中，密封压差的实测值与理论计算值之间存在差异。这是因为在对密封装置实施外加压差的过程中，随着压差的增加，被密封介质依次吹破各级齿下的磁性流体，将各齿下的磁性流体吹向下一级，总体效应是使各齿下的磁性流体减少，密封能力下降；越是靠近高压侧的级，齿下的磁性流体减少得越多。级数越多，齿下总磁性流体量减少得越多。当级数增加到一定数值后密封压差反而开始减小。因而确定密封级数时，必须考虑到级数增加对齿下磁性流体量的影响。按照计算结果确定级数时，选择密封压差的增加开始变缓时的级数较为合理。

　　密封压差随级数的变化6结论设计磁钢材料与尺寸时，应选用磁性强的永磁材料并使其在*大磁能处工作。在制造条件允许的情况下应尽量减小密封间隙。在单级密封中可以采用斜角磁极来提高密封压差，选择磁极斜角在30°～50°之间较为合理。增加级数可使密封能力有所提高，但同时使得磁钢的尺寸增大。结论本文分析了自动虚拟装配技术在同型大型装配体中应用的可能性，阐述了UG二次开发技术，将虚拟装配原理中装配数的结构清晰的表达出来，并将自动虚拟装配技术应用到实际装配中，给出了运行实例。该系统运行速度快，界面形象直观。实践证明，在大型装配体装配中，它有效地避免了设计人员繁杂的重复劳动，缩短了设计周期，使装配时间大大减少，从而有效地减少了大型装配体的开发时间，提高了生产率。