文章标题：船舶尾轴组合式磁流体密封设计及优化

文章作者：王超¹, 朱维兵¹, 王鹏¹, 颜招强², 王和顺¹, 张龙飞²
关 键 字：船舶尾轴;磁流体密封;有限元分析;响应面优化
文章摘要：针对现有密封方式难以解决船舶尾轴密封因特殊工况导致的泄漏难题，设计一种带挡板结构的组合式磁流体密封装置。利用有限元数值法分析磁流体密封间隙内的磁场分布特性并计算其理论耐压值，通过单因素分析方法研究密封间隙、极齿高度、极齿宽度和齿槽宽度对耐压性能的影响，运用响应面优化方法对装置结构进行优化设计。结果表明：初始结构的耐压值为0.166 MPa；耐压值随密封间隙增大而减小，随极齿高度、极齿宽度和齿槽宽度的增大呈现出先快速上升后趋于稳定的非线性特征；优化后结构参数为密封间隙0.1 mm、极齿高度2.6 mm、极齿宽度1.1 mm、齿槽宽度3 mm，耐压值达到0.333 MPa，较优化前提升100.6%，超出工况要求值122%，满足船舶尾轴密封的工程应用需求。