С. Такетоми, С. Тикадзуми - Магнитные жидкости (1163253), страница 15
Текст из файла (страница 15)
В результате на жидкость действует сила, направленная таким образом, что каучуковая пленка вместе с полировальной пастой плотно прижимается к полируемой поверхности детали. При вращении детали вокруг продольной оси из свинца обрабатываемая поверхность подвергается интенсивному полированию. Описанным методом можно одинаково успешно полировать как плоские, так и криволинейные поверхности.
На рис. 3.25 показана зависимость между напряженностью магнитного поля и шероховатостью полируемой поверхности; эти данные были получены при испытаниях на описанной выше установке. Обрабатывались детали из меди, стекла и кремния. Средние диаметры абразивных частиц в полировальных пастах составляли 1й — 22 и 3 мкм. Второй метод полирования был разработан тоже Куробэ с сотр. 111) и независимо от ннх группой Тани )12). Он сводится к тому, что процесс полирования осуществляется непосредственно магнитной жидкостью, содержащей абразивные часгицы, а обрабатываемую деталь вращают с помощью электродвигателя. В магнитной жидкости создают неоднородное магнитное поле, что приводит к выдавливанию частиц из области сильного поля.
При этом они плотно прижимаются к обрабатываемой поверхности детали, погруженной в Глава 3 Рнс. З.зб. Устройство лля полирования при помощи магнитной жидкости бя) [! 2]. 1 — обрабатываемая деталь; 2 — термопара; 1 — коммутапионное устройство; 4 — резервуар с водой; 5— мещаака; о — патрон; у — холодная вода; 8— электромагнитный клапан; 9 — система магнитная жидкосп — полирующие настилы; 10 — Резервуар с полнррвальной смесью; 11 — стол; 12 — магнит.
магнитную жидкость. Деталь вращается относительно абразивных частиц„и ее поверхность, соприкасаияцаяся с иими„иитеисивво полируется. Этот метод основан иа полировавии с помощью текучей среды; следовательно, ои может быть использован для обработки поверхностей практически любой конфигурации и кривизны. Вследствие того что абразивные частицы прижимаются к обрабатываемой поверхности иепосредствеиио под действием ь1агиитиого поля, скорость всего технологического процесса по этому методу существенно выше.
На рис. 3.26 представлена схема полировальной установки иа основе метода Тани ~121. Магнитная жьщкость подвергается воздействию трех постоянных магнитов, векторы иамагиичеииости которых направлены навстречу друг другу. В жидкости, расположеииой иад магнитами, иидуцируется неоднородное магнитное поле, под действием которого абразивные частицы, взвешенные в ией, «выдавливаются» из области, прилежащей к поверхиости магнитов, и плотно прижимаются к обрабатываемой поверхности детали. В процессе вращеиия детали вокруг продольной оси из свинца происходит интеисивиое полироваиие поверхиости. Необходимо отметить, что иеодиородиость магнитного поля вдоль оси х обеспечивает удерживание полировальвой пасты от вращения вместе с обрабатываемой деталью.
На рис. 3.27 показана зависимость массы материала, улаляемого при полировании, от продолжительности обработки иа усгаиовке, описанной выше. Здесь г', — объемная коицеитрация абразивных частиц из карборуида в магнитной жидкости; С Ф 100 и С я 500 — показатели размеров частиц гсредиий диаметр 31 — 37 мкм). По меРе полироваиия масса материала, удаляемого с детали, стРемится к пре- Магнитные жидкости с высокой намагниченностью „*.2О ф х 3О О О 1О й ЗО фб л~, нкн О 5 1О б "гл С, мнн Рис.
3.27. Зависимость массы гд материала, удаляемого при полировании, от его прололжительности г 112Р В случае 1 контроль темпервтурм не проводился. Рис. 3.28. Зависимость между гоероховатостью обрабатываемой поверхности Ь „,, диаметром абразивных частиц Л,„. и скоростью удаления матерназж ю '112! . дельному значению; считается, что эта тенденция связана с адсорбцией на «рабочей» поверхности твердых частиц тонкого слоя магнитной жидкости, останавливающего процесс полирования. Зависимасть между максимальной (по высоте выступов) шероховатостью обрабатываемой поверхности, диаметром абразивных частиц и скоростью удаления материала была экспериментально определена на описанной выше установке; она представлена графически на рис.
3.28. Погрешность измерений составляет 0,4 мкм. ,Кроме тех технологических схем, которые были описаны выше, сравнительно недавно была предложена ПЗ) принципиально новая ,:.. --1з полирования с использованием магнитных жидкостей. Глава 3 3.9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ В ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ 3.9. |. [[ЕНТРОБЕЖНЪ|Е ДАТЧИКИ Разработан механический детектор-датчик, функционирующий с использованием магнитной жидкости (14). При зтом весьма удачно использованы ее реологические свойства и способность намагничиваться. Принципиальная схема такого датчика показана на рис.
3.29. В цилиндр, который может вращаться, залита магнитная жидкость. Цилиндр герметически закрыт. Когда ов находится в покое, магнитная жидкость скапливается на дне (рис. 3.29,а). Детектор-датчик центробежного действия выполняется в двух модификациях. Первая показана на рнс. 3.30 (постоянный магнит и датчик расположены рядом). В состоянии покоя в непосредственной близости от датчика магнитный материал отсутствует, поле постоянного магнита рассеивается по всем направлениям 'и потому магнитное поле„воспринимаемое датчиком Холла, весьма слабо (рис. 3.30,а).
Когда же цилиндр начинает вращаться, магнитная жидкость под действием центробежной силы прижимается к его внутренней поверхности и образует на ней достаточно толстый слой (рис. 3.30,б). Таким образом, в непосредственной близости от датчика появляется магнитный материал, и позтому магнитное поле постоянного магнита концентрируется вблизи него. В результате датчик Холла реагирует на сильное магнитное поле и сигнализирует о вращении цилиндра. Вторая модификация центробежного датчика с использованием магнитной жидкости представлена на рис. 3,31.
Здесь датчик Холла не используется и переключающее устройство основано на релейной Рис. 3.39. ||ентробежныи датчик яра|дания объекта [|4[. а — состояние новщ 6 — состояние авен|ения; 1 — магнитаъга катанге 2 — магнитная жидкость. Магнитные жидкости с высокой намагниченностью Рнс. 3.30. Датчик крашения с постоянным магнитом 1141. 1 — магнитные силовые линии; 2 — постоянный магнит; 3 — магнитный датчик; 4 — магнятиая жидкость. системе. Постоянный магнит жестко закреплен на подрессоренной пластине; к ней подают электрическое напряжение.
В том случае, когда цилиндр неподвижен, магнитная жидкость расположена на его дне и ве приближается к постоянному магниту (рис. 3.31, а). Когда же ци.линдр врашается, под действием центробежной силы магнитная жидкость распределяется по его стенке и намагничивается полем магнита. Последний притягивается к цилиндру, и электрическая цепь замыкается (рнс.
3.31, б). Исткияил лялкглия Рис. 3.31. Датчик крашения обгокта1млейного типа 1141, а — состояние вращения; 6— состояние покоя. 1 — постоянный мепщт; 2 — мапщтщщ жядкость. Глава 3 Описанные выше системы, основанные на использовании магнитной жидкости, лают информацию о врагленин либо остановке цилиндра посредством замыкания или размыкания электрической цепи. З.Я.2. ДАТЧИК УГЛА НАКЛОНА Принцип действия устройств такого рода показан на рис. 3.32.
В Б-образной трубке находится магнитная жидкость. На одном колене трубки имеются первичная и вторичная обмотки, образуизгцие дифференциальный трансформатор. Когда по первичной обмотке проходит переменный ток, во вторичной обмотке нндулнруется переменное напряжение. Уровень магнитной жидкости достигает примерно половины высоты обмотки трансформатора. Очевидно, что напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке, зависит от взаимной индукции первичной и вторичной катушек: чем больше коэффициент взаимной индукции, тем выше напряжение.
Котла контролируемая поверхность расположена горизонталыю, уровни магнитной жидкости в обоих коленах трубки, служашей сердечником, одинаковы (рис. 3.32,а). Как только поверхность приобретает наклон, уровни жидкости меняются, причем изменение высоты столба магнитной жидкости на стороне трансформатора приводит к изменению взаимной инлуктивности и, следовательно, к изменению напряжения во вторичной обмотке, По этому изменению можно определить угол наклона поверхности. дапапг ггапгр дяине пилаиня Рис. 3. 32. Схема действия датчика Згда наклона объекта.
1 — пеРвичная обмотка; 2— вторичная обмотка; 3 — Ь-образнаа трзбка; 4 — магнитная жидкость. Масличные жидкости с высокой ламаглнчснносчыо зчхз. АКСЕЛЕРОМЕТР Если трубка, в которую залита магнитная жидкость, служит сердечником в дифференциальном трансформаторе, то взаимная индуктивность обмоток будет, очевидно, меняться в зависимости от объема магнитной жидкости в трубке. Следовательно, соответствуюшим образом изменится и напряжение, индуцируемое во вторичной обмотке. Таков в общих чертах механизм лействия латчиков, рассмотренных выше, На рис.
3.33 показана принципиальная схема устройства такого рода, которое используется для точного определения ускорения. Первичная и вторичная обмотки, образующие дифференциальный трансформатор, охватывают трубку, в которую залита магнитная жидкость. Когда трубка нахолится в состоянии покоя или вращается с постоянной скоростью, поверхность жидкости„ очевилно, горизонтальна. Если жевозникаетускорение сг в перпендикулярном оси трубки направлении (рис. 3.33), то поверхность наклоняется под углом О, причем (яд =- — сг/Е, (3.36) где й — ускорение силы тяжести.
Таким образом, при ускоренном движении трубки положение свободной поверхности магнитной жидкости меняется, что вызывает адекватные изменения козффициента взаимной индукции, а значит, и напряжения, индуцируемого во вторичной обмотке. лллвлжел(р /7ев лгси Рис. 3 33'. Датчик ускорения обьекг а (акселерометр). 1 — лервичная обмотка; 2 — вторичная обмотка", 3 — ускоренно лол действием силы тяжести х; 4 — магиятная жидкость; 5 — ловеркность жидкости. 98 Глава 3 Лбнаеви витати Рис, 3.34. 33атчик частоты врашеиия объекта. 1 — первичиая обмотка; 2 — аторичиая обмотка; 3 — врашающиася иииииирсе — мапштиая жидкость; 5 — повераиость жалкости.
3.9.4. 33АТЧИК ЧИСЛА ОБОРОТОВ Когда трубка, изображенная на рис. 3.33, начинает вращаться, поверхность магнитной жидкости под действием центробежной силы становится вогнутой (рис. 3.34). Понятно, что в этом случае коэффициент взаимной индукции тоже претерпевает изменения и меняется электрическое напряжение во вторичной катушке. Следовательно, появляется возможность контролировать скорость вращения трубки. Глава 4 Магнитооптический эффект и его технические применения Применение магнитных жидкостей основано на их макроскопических и микроскопических свойствах. К макроскопическим свойствам можно отнести перемещение объема магнитной жидкости в область сильного магнитного поля, а к микроскопическим — различные специфические физические явления, обусловленные двухфазным строением магнитной жидкости.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
