主轴承腔转子跳动对石墨圆周密封的影响分析
本文关键词:主轴承腔转子跳动对石墨圆周密封的影响分析 出处:《沈阳航空航天大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:密封部件是飞机发动机及相当多的机械结构中重要的零部件,尤其是飞机发动机中的气路及主轴承腔密封,对燃油消耗率、飞行成本、推重比、发动机及其部件寿命等发动机性能的提高有直接影响。因此,开展先进密封技术的研究、提供更为先进的密封装置,对于航空发动机及其它机械设备的性能提高和技术水平的提升都是十分有意义的。第一章介绍了航空发动机密封的国内外研究近况及航空发动机密封的重要意义,阐述了圆周密封的特点,简明扼要的叙述了本文的研究内容,目的及方法。第二章在文献[1]的基础上,设计了一套圆周密封装置,为第四章几何模型的建立打下了了基础。在圆周密封装置设计过程的基础上,利用visual basic语言编写了设计计算程序,操作简洁,极大的简化了圆周密封设计计算过程。第三章详细阐述了转子动力学理论,得出转子跳动量的计算方法。介绍了有限元理论,接触理论,结构动力学的理论以及商业软件ansys workbench中有关接触的设置,是第四章建立有限元模的理论基础。第四章利用商业软件UG建立了石墨圆周密封几何模型,并导入中ansys workbench中划分网格,设置边界条,施加载荷,计算了在不同的跳动频率和跳动幅度下,密封环的应力与应变特性。计算出密封环与密封跑道之间的间隙,计算出泄漏量,并根据接触面的压力计算出密封环的磨损状况。第五章对第四章的有限元计算的结果进行处理并分析。在相同跳动振幅条件下,随着转子跳动频率的的增加,密封环的最大应力与应变呈线性逐渐增加,密封环与密封跑道之间的间隙在一个周期内的未发生明显变化,泄露量变化不明显,密封环与密封环之间的作用力逐渐增大,从而导致摩擦磨损加剧。在相同的跳动频率条件下,随着转子跳动幅值的增加,密封环的最大应力与应变呈线性逐渐增加,密封环与密封跑道之间在一个周期内的平均间隙逐增大,从而导致泄露量增加。密封环与密封环之间的作用力逐渐增大,从而导致摩擦磨损加剧。
[Abstract]:The sealing part is a very important part of aircraft engine and considerable mechanical structure, especially the gas path and the aircraft engine spindle bearing cavity seal, the fuel consumption rate, the cost of the flight, the thrust weight ratio of engine and its components life, engine performance has a direct impact. Therefore, to carry out the Research of advanced seal technology, provide more advanced seal, for improving the performance of aircraft engines and other mechanical equipment and technical level is very important. The first chapter introduces the significance of aero-engine sealing research status and aero-engine sealing, expounds the characteristics of circumferential sealing, concise and to the point the research contents of this paper are described the second chapter, the purpose and methods. Based on [1], designed a circumferential sealing device, built for the fourth chapter geometric model laid the foundation. Based on the circular sealing device design process, using Visual Basic language design program written in simple operation, greatly simplifies the design and calculation of circumferential sealing process. The third chapter elaborates the theory of rotor dynamics, the calculation method of rotor runout. This paper introduces the finite element theory, contact theory, structural dynamics theory and business the software ANSYS Workbench on the setting of contact, the fourth chapter is the theoretical basis of establishing finite element model. The fourth chapter established UG graphite circumferential sealing geometric model using the commercial software, and import the ANSYS mesh workbench, set the boundary conditions, the applied load, calculated at different beating frequency and bouncing, the seal should be the stress and strain characteristics of the ring. Calculate the sealing ring and the sealing gap between runways, calculate the amount of leakage, and according to the calculated contact surface pressure sealing ring The wear condition of finite element. The fourth chapter of the fifth chapter, the calculation results are processed and analyzed. In the same beat amplitude condition, with the increase of rotor beating frequency, the maximum sealing ring stress and strain linearly increases gradually, the gap between the sealing ring and the sealing of the runway during a period of time did not change significantly change of leakage did not change significantly, force the sealing ring and the sealing ring is gradually increased, resulting in increased friction and wear. The beating frequency under the same conditions, with the increase of rotor beating amplitude, maximum stress and strain of the sealing ring is linearly increased gradually, the sealing ring and the sealing between the average clearance in a runway the cycle increased, resulting in increased leakage. The sealing ring and the sealing ring between the force increases, resulting in increased friction and wear.
【学位授予单位】:沈阳航空航天大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:V232
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,本文编号:1370076
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