某高压密封旋转关节研制及试验研究

发布时间：2020-09-29 08:42

　　 高压密封旋转关节在很多领域有很大的使用价值,其可以使操作人员处于人体舒适的空间中去探索许多充满危险介质的领域。针对高压密封旋转关节,中船重工第七0二研究所提出了多种设计方案,完成了多轮研究工作,基本上解决了关节旋转动密封和应急自密封的可靠性问题,但是为了进一步降低大深度下关节的旋转扭矩,还需要对关节进行进一步的研究。本文在该研究所方案的基础上,针对关节做了优化设计,并对其关键零部件进行了试验分析,最后对关节整体开展了试验研究。针对新型高压密封旋转关节,利用Abaqus对其额定工况下各零部件的强度和刚度进行分析。设计了关节的密封系统,利用ANSYS软件对常规密封状态和应急自密封的O型圈进行了分析,验证了密封的可靠性。对关节轴承进行了设计和承载能力、承载位移计算,验证了设计的可靠性。对刀口动密封配副材料进行了选择,分析了其密封接触端面的摩擦状态和泄漏状态。对聚四氟乙烯环进行了接触蠕变分析,研究了其蠕变过程中的接触压力分布变化和嵌入深度,并对刀口的密封结构进行了优化设计。设计了刀口摩擦力矩试验,通过试验对纯聚四氟乙烯和聚苯酯改性聚四氟乙烯材料进行了对比分析,对刀口的圆角结构、聚四氟乙烯的蠕变对摩擦力矩的影响关系进行了对比分析。设计了关节轴承的楔形涨紧刚度测试实验和游隙调整及测量实验,验证了涨紧方式调整轴承游隙方案的可行性,并以旋转力矩为评价标准对关节轴承的游隙进行了优选。设计了轴承轴向承载下跳动测量、倾覆力矩作用下偏移量测量和轴向径向承载力同时作用时旋转力矩测量实验,对调配成最佳游隙下的轴承进行了性能测试和分析。加工制造和装配完成了旋转关节部件,设计了刀口密封闭合力测试实验,得到了刀口初始密封闭合力与装配位移间的关系。设计了关节整体的静态保压实验,得到了刀口静密封状态下的泄漏量与弹簧压力大小的关系。设计了关节整体的动态保压实验,得到了刀口动密封状态下的泄漏量和关节旋转力矩。设计了关节紧急自密封实验,得到了关节紧急自密封性能参数。
【学位单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TH136
【部分图文】：

单人常压深潜装具[2]

NEWSUIT装具[5]

EXOSUIT装具[5]

【参考文献】

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本文编号：2829495