發(fā)布時間：2020-07-26 08:29

【摘要】：接觸式機(jī)械密封,因其具有密封性能好、工作可靠、泄漏量小等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于火箭發(fā)動機(jī)渦輪泵、核主泵等極端工況旋轉(zhuǎn)設(shè)備中,其結(jié)構(gòu)設(shè)計與摩擦學(xué)研究一直是重點和難點。因此本文以極端工況機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計和摩擦學(xué)性能試驗為主要研究內(nèi)容,進(jìn)行了機(jī)械密封結(jié)構(gòu)和工藝的一體化設(shè)計、密封環(huán)溫度場有限元仿真及相容性設(shè)計和極端工況機(jī)械密封摩擦學(xué)性能試驗研究。主要研究內(nèi)容如下:首先,針對極端工況機(jī)械密封的工作特點,提出了機(jī)械密封結(jié)構(gòu)與工藝的一體化設(shè)計思路。采用公理化設(shè)計方法獲得了機(jī)械密封一體化設(shè)計模型,并確定了機(jī)械密封設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。其次,針對機(jī)械密封結(jié)構(gòu)與選材不相匹配的問題,研究了靜環(huán)石墨與不銹鋼相容性設(shè)計方法,借助ANSYS有限元軟件,確定了石墨與不銹鋼最佳相容性鑲嵌位置。為進(jìn)一步提高機(jī)械密封的使用可靠性,提出了一種耐高溫石墨的制備工藝,并設(shè)計了制備流程。最后,為了評價所設(shè)計的機(jī)械密封在使用過程中的可靠性,開展了動環(huán)材料的耐高溫摩擦磨損、靜環(huán)與動環(huán)材料配副的摩擦磨損試驗研究,分析了摩擦系數(shù)、磨損量以及石墨磨損后表面形貌。本文還開展了機(jī)械密封動、靜環(huán)潤滑狀態(tài)潤滑膜厚度分布的超聲測量,引入了超聲測量技術(shù),利用超聲彈簧法構(gòu)建了機(jī)械密封潤滑膜厚度分布的檢測模型,并在模擬測量裝置上進(jìn)行了潤滑膜厚度分布的檢測試驗。綜上所述,本文研究了極端工況機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計和摩擦學(xué)性能試驗,研究結(jié)果表明:采用公理化設(shè)計方法,對于實現(xiàn)機(jī)械密封結(jié)構(gòu)與工藝的一體化設(shè)計是可行的;相容性設(shè)計,從結(jié)構(gòu)與材料相匹配的角度深化了密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計,目的是提高機(jī)械密封的使用性能;通過對配副材料摩擦學(xué)性能的分析,得出了浸漬石墨與9Cr18配副材料使用環(huán)境溫度在150～200℃之間磨損性能較佳,石墨具有較好的抗磨減磨性能。
【學(xué)位授予單位】：西安理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TH136
【圖文】：

抗折試驗機(jī)

（a）靜環(huán)網(wǎng)格 （b）動環(huán)網(wǎng)格圖 4-4 動靜環(huán)網(wǎng)格劃分Fig.4-4 Dynamic and static ring meshing分完成后，逐次進(jìn)行網(wǎng)格檢查、材料設(shè)置以及邊界條件加載。節(jié)計算的對流換熱系數(shù)、熱流密度以及動、靜環(huán)邊界溫度加載在

（a）試樣 （b）摩擦磨損試驗機(jī)圖 5-4 摩擦磨損試驗機(jī)和試驗件Fig.5-4Friction and wear tester and test piece為了能夠?qū)�機(jī)械密封端面配副材料的摩擦磨損性能進(jìn)行評定，選用銷盤式摩擦機(jī)進(jìn)行試驗件配副材料的摩擦磨損性能試驗，試驗機(jī)型號為 HT-1000 高溫摩擦

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本文編號：2770530