涨圈密封在高速高压条件下的摩擦与磨损机理研究

发布时间：2020-08-28 18:16

　　本文主要目的是在高速高压条件下,对涨圈密封的摩擦与磨损机理进行研究,从而为后期选材建立理论基础。为此,本文将对不同材料的涨圈密封环进行温度场、应力场耦合有限元模拟,并通过实验对比其在高速高压下的性能;分析各种涨圈材料的稳态温度场、瞬态温度场以及应力场对摩擦与磨损机理的影响,从而针对如何选取适用于高速高压条件下的旋转密封的材料给出进一步的建议。本文进行了如下工作: 1.通过大量的资料搜集,最终选定CrMoCu合金铸铁材料和石墨浸渍锑合金材料254D材料作为涨圈密封环材料进行后面的有限元模拟分析。 2.对涨圈密封环进行瞬态温度场仿真。通过ANSYS求解运算,得出不同摩擦状态下不同材料涨圈密封环工作时的瞬态温度场分布,以及涨圈密封环由启动达到稳态时,摩擦端面温度随时间变化规律曲线。 3.进行了涨圈密封环的稳态温度场和应力场的耦合有限元模拟。在瞬态温度场的有限元模型基础上,对不同摩擦状态下不同材料的涨圈密封环进行稳态温度场以及热应力的仿真分析。 4.通过实验对比分析仿真所得数据,对涨圈密封温度场和应力场在高速高压条件下对摩擦磨损机理影响进行讨论,并结合讨论结果给出高速高压条件下选材建议。综上所述,通过对不同涨圈密封材料的实验分析以及有限元模型的建立,为高速高压条件下的涨圈密封的磨损机理初步建立理论基础。对瞬态、稳态温度场和热应力场的分析并结合实验数据可以得出以下结论:高速高压条件下涨圈密封环在摩擦面将产生大量的热,因此应尽可能减小密封元件的摩擦系数,从而减小发热量。在选材过程中,高导热系数是选材首要考虑因素,同时应考虑到材料的允许使用温度,从而达到良好的密封效果。
【学位单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2009
【中图分类】：TH136

【引证文献】