螺旋槽干气密封环端面摩擦系数的测试与分析
发布时间：2021-02-02 14:19
干气密封由于其优良的密封性能已发展成为目前大机组新机项目的首选轴端密封形式,其中螺旋槽干气密封的应用尤为广泛。由于螺旋槽的动压效应以及好的动态追随性,在密封运转的过程中,两端面可以生成一层气膜,从而保证密封端面的非接触。但是在干气密封的启停阶段,开启转速较低,动压效应不足,两端面间存在显著的接触和摩擦,对端面造成不可避免的磨损。许多研究表明,干气密封不论在启、停阶段的接触摩擦,还是在运行过程中有时出现的接触摩擦,两密封端面将处于干摩擦状态中,微凸体间将会发生随机接触与碰撞,进而引起摩擦磨损,会明显降低干气密封使用寿命,严重时甚至导致密封失效。目前针对低速螺旋槽干气密封性能的研究,尤其是端面摩擦性能的资料十分缺乏,本文采用试验研究的方法,针对影响螺旋槽干气密封端面摩擦系数的条件进行全面而系统的分析研究和讨论,在端面摩擦磨损试验机上进行试验,以研究不同摩擦副材料、不同端面加工方式、螺旋槽几何参数及工况参数对两端面摩擦系数的影响。在端面的接触中,必须考虑摩擦副的材料和密封环表面的加工样式对摩擦系数的影响。目前,DLC薄膜作为一种好的减摩耐磨性材料被广泛的应用到干气密封中,但对表面织构的减摩性...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
干气密封单双向螺旋槽
图 1.4 干气密封端面摩擦磨损图片1.4 本论文研究意义、内容、目的及创新性1.4.1 研究意义虽然干气密封能在工业生产中已经获得广泛的应用，但随着工作环境和端面材料的不断改进，干气密封的性能也在不断的提升。目前在干气密封端设凹槽和表面镀膜的应用下使得动静环之间的摩擦性能得到明显的改善，但缺乏对密封端面摩擦特性的系统研究，尤其对密封运行中两端面间摩擦系数化规律缺乏一定的研究，本文利用试验的方法，针对不同摩擦副材料、不同工不同螺旋角度、不同织构参数对螺旋槽干气密封进行摩擦系数的测试与分析而获得不同条件下两端面间摩擦系数的变化趋势以及磨损情况，这为干气密端面间的摩擦磨损奠定了理论上的基础。研究摩擦系数的变化及其影响因素，以便控制摩擦过程和降低摩擦损耗一项具有普遍意义的课题。摩擦系数是摩擦副系统的综合特性，受到滑动过
再查阅相关的文献资料以及合作密封厂提供的实际经验值，结合实验的真实工况设计而成，试件的结构及规格如图2.1 所示。槽深为 10μm，螺旋角度分别为 16°和 18°。图 2.1 上下试件的结构示意图2.1.2 密封环端面材料由于密封在高速运转的过程中，两端面间的摩擦磨损比较大，并且伴随着环端面温度的升高，因此螺旋槽干气密封的端面材料需要有低的热膨胀系数和高的导热性，而摩擦副材料又分为减摩材料和耐磨材料。一般情况下，材料的减摩性与耐磨性都是统一的，即摩擦系数低的材料通常也具有耐磨损性能。动环材料一般选择碳化钨或者碳化硅，其优点是变形小导热系数高、自润滑性能好和硬度高；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微凸体侧接触模型的机械密封端面混合摩擦热理论预测[J]. 胡琼,孙见君,马晨波,于波. 机械工程学报. 2017(21)
[2]螺旋槽底表面粗糙度对干气密封性能的影响[J]. 毛文元,宋鹏云,邓强国,许恒杰. 润滑与密封. 2017(01)
[3]类金刚石薄膜摩擦机理及其摩擦学性能影响因素的研究现状[J]. 雍青松,王海斗,徐滨士,马国政. 机械工程学报. 2016(11)
[4]润滑条件下菱形孔织构端面摩擦学特性研究[J]. 程香平,康林萍,张友亮,孟祥铠,彭旭东,王德,付远. 摩擦学学报. 2015(06)
[5]透平氨压缩机组干气密封磨损原因分析和解决方法[J]. 胡继卫,张学信. 化肥设计. 2015(04)
[6]浅谈天然气离心式压缩机干气密封失效的原因及对策[J]. 商文婷. 化学工程与装备. 2015(06)
[7]接触式机械密封摩擦端面接触状态的仿真分析[J]. 丁雪兴,严如奇,俞树荣,张伟政. 兰州理工大学学报. 2015(03)
[8]循环氢压缩机高压干气密封“硬对硬”摩擦副国产化技术分析[J]. 王泽平,毕晓明. 化工设备与管道. 2015(03)
[9]焦化富气压缩机干气密封磨损原因探讨[J]. 梁春阳,徐子晴,王平. 石化技术. 2015(05)
[10]高速高压螺旋槽干气密封端面温度的测试分析[J]. 陆俊杰,丁雪兴,张伟政,严如奇,张英杰. 化工学报. 2015(06)
博士论文
[1]类金刚石薄膜掺杂作用机理及其摩擦学性能[D]. 代明江.华南理工大学 2016
[2]热流固耦合下的螺旋槽干气密封特性及失稳分析[D]. 韩明君.兰州理工大学 2012
[3]干气密封非线性动力稳定性分析及其响应优化[D]. 张伟政.兰州理工大学 2012
[4]干气密封螺旋槽润滑气膜的稳、动态特性研究[D]. 丁雪兴.兰州理工大学 2008
[5]干气密封运行状态稳定性的研究[D]. 王和顺.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]基于二阶滑移边界条件的螺旋槽干气密封润滑气膜性能研究[D]. 蒲军军.兰州理工大学 2012
[2]螺旋槽干气密封系统非线性动力学行为研究[D]. 朱丽.兰州理工大学 2011
[3]干气密封接触摩擦机理研究[D]. 令成君.中国石油大学 2008
[4]低速螺旋槽端面气膜密封动态特性研究[D]. 金兴乾.昆明理工大学 2008
[5]摩擦聚合机理的研究[D]. 郑军峰.北京化工大学 2007
[6]螺旋槽端面气膜密封低速运转稳定特性研究[D]. 曹登峰.昆明理工大学 2006
本文编号：3014835
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
干气密封单双向螺旋槽
图 1.4 干气密封端面摩擦磨损图片1.4 本论文研究意义、内容、目的及创新性1.4.1 研究意义虽然干气密封能在工业生产中已经获得广泛的应用，但随着工作环境和端面材料的不断改进，干气密封的性能也在不断的提升。目前在干气密封端设凹槽和表面镀膜的应用下使得动静环之间的摩擦性能得到明显的改善，但缺乏对密封端面摩擦特性的系统研究，尤其对密封运行中两端面间摩擦系数化规律缺乏一定的研究，本文利用试验的方法，针对不同摩擦副材料、不同工不同螺旋角度、不同织构参数对螺旋槽干气密封进行摩擦系数的测试与分析而获得不同条件下两端面间摩擦系数的变化趋势以及磨损情况，这为干气密端面间的摩擦磨损奠定了理论上的基础。研究摩擦系数的变化及其影响因素，以便控制摩擦过程和降低摩擦损耗一项具有普遍意义的课题。摩擦系数是摩擦副系统的综合特性，受到滑动过
再查阅相关的文献资料以及合作密封厂提供的实际经验值，结合实验的真实工况设计而成，试件的结构及规格如图2.1 所示。槽深为 10μm，螺旋角度分别为 16°和 18°。图 2.1 上下试件的结构示意图2.1.2 密封环端面材料由于密封在高速运转的过程中，两端面间的摩擦磨损比较大，并且伴随着环端面温度的升高，因此螺旋槽干气密封的端面材料需要有低的热膨胀系数和高的导热性，而摩擦副材料又分为减摩材料和耐磨材料。一般情况下，材料的减摩性与耐磨性都是统一的，即摩擦系数低的材料通常也具有耐磨损性能。动环材料一般选择碳化钨或者碳化硅，其优点是变形小导热系数高、自润滑性能好和硬度高；
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于微凸体侧接触模型的机械密封端面混合摩擦热理论预测[J]. 胡琼,孙见君,马晨波,于波. 机械工程学报. 2017(21)
[2]螺旋槽底表面粗糙度对干气密封性能的影响[J]. 毛文元,宋鹏云,邓强国,许恒杰. 润滑与密封. 2017(01)
[3]类金刚石薄膜摩擦机理及其摩擦学性能影响因素的研究现状[J]. 雍青松,王海斗,徐滨士,马国政. 机械工程学报. 2016(11)
[4]润滑条件下菱形孔织构端面摩擦学特性研究[J]. 程香平,康林萍,张友亮,孟祥铠,彭旭东,王德,付远. 摩擦学学报. 2015(06)
[5]透平氨压缩机组干气密封磨损原因分析和解决方法[J]. 胡继卫,张学信. 化肥设计. 2015(04)
[6]浅谈天然气离心式压缩机干气密封失效的原因及对策[J]. 商文婷. 化学工程与装备. 2015(06)
[7]接触式机械密封摩擦端面接触状态的仿真分析[J]. 丁雪兴,严如奇,俞树荣,张伟政. 兰州理工大学学报. 2015(03)
[8]循环氢压缩机高压干气密封“硬对硬”摩擦副国产化技术分析[J]. 王泽平,毕晓明. 化工设备与管道. 2015(03)
[9]焦化富气压缩机干气密封磨损原因探讨[J]. 梁春阳,徐子晴,王平. 石化技术. 2015(05)
[10]高速高压螺旋槽干气密封端面温度的测试分析[J]. 陆俊杰,丁雪兴,张伟政,严如奇,张英杰. 化工学报. 2015(06)
博士论文
[1]类金刚石薄膜掺杂作用机理及其摩擦学性能[D]. 代明江.华南理工大学 2016
[2]热流固耦合下的螺旋槽干气密封特性及失稳分析[D]. 韩明君.兰州理工大学 2012
[3]干气密封非线性动力稳定性分析及其响应优化[D]. 张伟政.兰州理工大学 2012
[4]干气密封螺旋槽润滑气膜的稳、动态特性研究[D]. 丁雪兴.兰州理工大学 2008
[5]干气密封运行状态稳定性的研究[D]. 王和顺.西南交通大学 2006
硕士论文
[1]基于二阶滑移边界条件的螺旋槽干气密封润滑气膜性能研究[D]. 蒲军军.兰州理工大学 2012
[2]螺旋槽干气密封系统非线性动力学行为研究[D]. 朱丽.兰州理工大学 2011
[3]干气密封接触摩擦机理研究[D]. 令成君.中国石油大学 2008
[4]低速螺旋槽端面气膜密封动态特性研究[D]. 金兴乾.昆明理工大学 2008
[5]摩擦聚合机理的研究[D]. 郑军峰.北京化工大学 2007
[6]螺旋槽端面气膜密封低速运转稳定特性研究[D]. 曹登峰.昆明理工大学 2006
本文编号：3014835
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