火箭发动机涡轮泵机械密封结构与工艺的一体化设计研究

发布时间：2021-04-17 12:47

　　火箭发动机涡轮泵机械密封是一类典型的高参数机械密封,在高速、高压等极端工况下工作,其设计研究较普通机械密封更为重要。为解决涡轮泵机械密封结构设计与制造工艺相互分离的问题,提出了结构与工艺的一体化设计方法。该方法基于公理化设计理论,以结构设计和工艺实现为功能需求,对涡轮泵机械密封的研制过程进行功能分解,获得了结构工艺的一体化设计流程。以某火箭发动机涡轮泵机械密封静环的设计为例,对一体化设计流程进行了验证,并重点分析了静环石墨的选型及其与基体材料的相容性问题。该研究有助于提高机械密封的设计水平,还可为其他高参数机械产品的研制提供参考。 

【文章来源】：机械设计与研究. 2020,36(04)北大核心CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

火箭发动机及波纹管

运用公理化设计方法进行设计时,域是最基本和最重要的慨念,横穿整个设计过程。域的数目为四个,由用户域、功能域、结构域和工艺域组成。其中用户域表示使用产品的用户对所设计产品属性的期望,用{CN}表示;功能域表示满足用户需求的产品设计方案中要实现的一系列功能要求的集合,用{FR}表示;结构域表示产品设计方案中满足功能域{FR}中功能需求设计参数的集合,用{DP}表示;工艺域表示产品设计方案中与零部件加工有关的工艺变量的集合,用{PV}表示。对于高参数机械密封的公理化设计,得到的四个域如图2所示。2 结构和工艺的一体化流程

利用节点特性,模块连接结构获得了机械密封结构和制备工艺的一体化设计流程,如图3所示,其中的核心设计环节是结构设计和制造工艺设计。一体化设计流程共分为6个子模块(M),M1为满足特定工况使用的机械密封的结构设计模块;M2、M3、M4组成了机械密封制造模块,包括模拟加工、石墨制备、零件加工等方面;M5、M6组成了验证模块,包括尺寸误差的检测和性能检测等方面。设计流程图中的S表示设计流程中设计模块间的关系是无耦合的,在设计时不考虑先后顺序;C表示设计模型中设计模块间的关系是耦合的,需先进行解耦,在设计时要考虑先后顺序。3 机械密封的一体化设计实例

【参考文献】：
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本文编号：3143480