高温环境下金属橡胶密封件封严特性分析及试验研究

发布时间：2017-05-29 10:05

  本文关键词：高温环境下金属橡胶密封件封严特性分析及试验研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：金属橡胶密封件具有耐高压、耐腐蚀、耐辐射、工作温度范围大、承载能力强及不易老化的特性,具有其他密封件所不能比拟的良好性能,将其应用在航空航天、国防武器装备等苛刻工况下的密封具有十分重要的意义。然而,由于金属橡胶密封件存在制备工艺难的问题,国内学者对其进行的理论与试验研究也较少,因此,本文从这三个方面进行研究,具体包括以下内容:针对金属橡胶密封件制备工艺存在的问题,设计了铣切的开口工艺,并设计加工了相应的开口设备;设计了滚轮与圆盘相配合的弯管工艺,并设计加工了相应的弯管设备。利用开口和弯管设备,制备了高温密封试验用不锈钢包覆金属橡胶密封件,经高温下的密封性能试验证明制备的密封件精度高、圆度好、统一度高,具有良好的的密封性能,可以达到一定压力和温度工况下的密封要求。基于Persson提出的弹性体接触力学理论和渗流理论,从密封耦合面表面形貌的微观角度出发,分析了金属橡胶密封件的封严特性,建立了金属橡胶密封件泄漏预测模型,并提出了基于有限元仿真的建模方法;结合金属橡胶密封件的静态试验,计算了其弹性模量、泊松比等力学特性参数,并给出了预测金属橡胶密封件泄漏率的经验公式;针对具有特定参数的金属橡胶密封件,结合试验具体温度、压力工况,给出了临界放大倍数仿真结果及泄漏率计算值,并与试验值对比,二者符合较好,对预测一定温度和压力工况下的金属橡胶密封件的密封性能提供了一定参考。进行了不同相对密度的金属橡胶密封件密封性能试验,研究了不同压力和温度工况下相对密度对其密封性能的影响,得出了不同压力下,不同相对密度的金属橡胶密封件泄漏率随温度的变化规律以及不同温度下,不同相对密度的金属橡胶密封件泄漏率随压力的变化规律,为密封件的实际工程应用提供了一定的指导;开展了与氟橡胶、丁腈橡胶O形圈,丁腈橡胶矩形圈及弹簧自紧式金属C形圈在不同压力和温度工况下的对比试验,研究了金属橡胶密封件更适用的温度和压力工况及其具有的密封性能优势。
【关键词】：金属橡胶密封件 封严特性 温度环境 试验研究
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB42
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义9-10
• 1.2 密封技术概述10-12
• 1.2.1 密封技术的发展及分类10-11
• 1.2.2 泄漏预测理论的研究11-12
• 1.3 金属橡胶技术12-15
• 1.3.1 金属橡胶技术国内外研究现状12-14
• 1.3.2 金属橡胶密封技术的研究14-15
• 1.4 本文主要研究内容15-17
• 第2章 金属橡胶密封件的制备工艺17-24
• 2.1 引言17
• 2.2 包覆型金属橡胶密封件17-18
• 2.3 制备工艺的改进18-23
• 2.3.1 开口工艺的改进19-20
• 2.3.2 弯管工艺的改进20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 金属橡胶密封件封严特性分析24-47
• 3.1 引言24
• 3.2 金属橡胶密封件封严特性24-25
• 3.3 金属橡胶密封件泄漏预测模型25-27
• 3.4 金属橡胶密封件局部有限元模型27-36
• 3.4.1 接触面粗糙表面形貌仿真27-29
• 3.4.2 金属橡胶密封件与对偶件局部接触模型29-31
• 3.4.3 渗流理论31-32
• 3.4.4 金属橡胶密封件泄漏率的研究32-36
• 3.5 金属橡胶密封件泄漏预测方法的实现36-38
• 3.6 临界放大倍数仿真结果及泄漏率实例计算38-46
• 3.6.1 临界放大倍数仿真结果38-43
• 3.6.2 泄漏率实例计算43-46
• 3.7 本章小结46-47
• 第4章 高温下金属橡胶密封件密封性能试验47-77
• 4.1 引言47
• 4.2 高温下密封性能试验47-66
• 4.2.1 总体试验方案47-50
• 4.2.2 中压范围内温度对密封性能的影响试验50-57
• 4.2.3 高压范围内温度对密封性能的影响试验57-65
• 4.2.4 相同温度下压力对密封性能的影响分析65-66
• 4.3 金属橡胶密封件与其他密封件对比试验66-72
• 4.3.1 与氟橡胶、丁腈橡胶O形圈对比试验66-68
• 4.3.2 与丁腈橡胶矩形圈对比试验68-70
• 4.3.3 与弹簧自紧式金属C形圈对比试验70-72
• 4.4 密封性能分析72-74
• 4.5 理论与试验结果对比分析74-75
• 4.6 本章小结75-77
• 结论77-79
• 参考文献79-84
• 攻读硕士学位期间发表的论文84-86
• 致谢86

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 穆志韬,邢耀国;固体发动机密封技术的研究现状与发展[J];机床与液压;2004年05期

2 李玉龙;何忠波;白鸿柏;李冬伟;席建敏;;特大尺寸金属橡胶柔性密封环设计与仿真分析[J];润滑与密封;2011年03期

3 崔晓杰;;金属密封技术的研究进展及密封机理分析[J];石油机械;2011年S1期

4 陈联;王丽红;陈光奇;黄宏;葛瑞宏;;空间环境下航天器部件密封性能评价方法研究[J];真空与低温;2011年02期

5 赵国伟;李德勇;陈勇;;金属橡胶隔振系统动刚度及减振效能分析[J];振动与冲击;2014年22期

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 赵宏宇;O形金属橡胶密封件性能分析及应用研究[D];哈尔滨工业大学;2008年

2 张文静;金属橡胶密封件泄漏率分析及试验研究[D];哈尔滨工业大学;2014年

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本文编号：404646