硅片傳輸機(jī)器人磁流體密封的研究與設(shè)計.pdf

1、隨著集成電路(IC)集成度的提高，硅片傳輸機(jī)器人的工作環(huán)境向著高潔凈度、高真空度方向發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械密封難以保證IC制造對硅片傳輸環(huán)境的要求，而磁流體密封是一種零泄漏、無磨損、長壽命的新型密封形式，具有很好的應(yīng)用前景。因此，研究和探討真空環(huán)境下硅片傳輸機(jī)器人磁流體密封機(jī)理和設(shè)計方法具有重要價值和意義。 本文首先分析了國內(nèi)外硅片傳輸機(jī)器人和磁流體密封技術(shù)的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，指出目前磁流體密封設(shè)計的核心內(nèi)容是制備高性能的磁性流體和合理

2、設(shè)計磁流體密封結(jié)構(gòu)以增強(qiáng)密封耐壓能力。 其次，根據(jù)磁流體力學(xué)理論對磁流體密封機(jī)理進(jìn)行了分析，推導(dǎo)了磁流體密封的耐壓公式，得出磁流體密封的耐壓能力取決于磁流體的飽和磁化強(qiáng)度和密封間隙內(nèi)的磁場梯度。本文建立了軸對稱條件下典型磁流體密封結(jié)構(gòu)的磁場分析模型，并使用ANSYS有限元分析軟件對磁流體密封結(jié)構(gòu)中的非線性磁場分布進(jìn)行了計算，得出了密封結(jié)構(gòu)內(nèi)的磁力線和磁感應(yīng)強(qiáng)度的分析結(jié)果。在此基礎(chǔ)上，分析了磁流體密封結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封耐壓壓差的影響規(guī)

3、律，指出了矩形磁極齒形結(jié)構(gòu)參數(shù)的最佳取值范圍。 然后，設(shè)計并制作了一套簡易的磁流體密封實(shí)驗(yàn)裝置，研究了磁場強(qiáng)度、密封間隙和轉(zhuǎn)軸速度對磁流體密封耐壓能力的影響。理論分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：磁流體密封是實(shí)現(xiàn)硅片傳輸機(jī)器人真空動密封一種有效可行的方法；磁流體密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計對密封耐壓能力的影響較大，合理設(shè)計磁流體的密封結(jié)構(gòu)，可以有效地提高密封耐壓能力。 最后，針對真空環(huán)境下硅片傳輸?shù)娜蝿?wù)特點(diǎn)，本文設(shè)計了一種用于硅片傳輸機(jī)器人動力傳遞