机械密封有限元分析及滑动面润滑性能研究

发布时间：2016-08-30 20:16

  本文关键词：机械密封有限元分析及滑动面润滑性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

《华东理工大学》 2013年

机械密封有限元分析及滑动面润滑性能研究

王财生  

【摘要】：机械密封广泛应用于化工、制药、食品、冶金等很多行业的旋转机械设备中,是一种常见的密封形式,其最为关键的部分是滑动环以及辅助密封圈。本文以单端面机械密封为研究对象,从有限元仿真、理论模型构建、润滑数值模拟、试验研究等几个方面开展了系统的研究。 本文研究和成果包括：在有限元分析的平台上建立了机械密封动环和静坏的轴对称计算模型,模拟分析了机械密封在稳定工作时的温度场和应力场分布,研究了机械密封的材料导热系数、介质压力、弹簧比压、转速对温度场和应力场的影响规律；利用有限元软件Ansys建立了机械密封O形橡胶密封圈轴对称计算模型,分析计算了其在两种不同的安装方式下的变形、Von Mises应力分布,及其与轴套接触的接触应力和摩擦力,研究了O形密封圈的预紧压缩率、介质压力和凹槽宽度对密封性能的影响；利用自相关函数,构建了密封环滑动面三维粗糙表面,建立了考虑表面粗糙度的滑动面微观流体动压润滑模型,运用Matlab进行编程求解,计算出了机械密封在工作过程中形成的滑动面流体动压润滑的流体膜压力分布和流体膜厚度分布、流体膜承载力、摩擦力、发热量以及泄漏量；系统研究了机械密封的弹簧比压、转速、端面宽度、端面变形和端面倾斜等影响因素对机械密封流体膜压力分布、流体膜厚、流体摩擦力、发热量及其泄漏量的影响,得到了具体的影响规律曲线,并进行了详细的分析；设计研制了一台弹簧比压可调的机械密封试验装置,试验研究了机械密封在不同转速、不同介质压力、不同弹簧比压下的温升量、摩擦扭矩、泄漏量,并在一定程度上验证本文的理论研究成果。 本文的研究成果,可为机械密封的应用和进一步研究提供理论借鉴。

【关键词】：
【学位授予单位】：华东理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH136
【目录】：

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1 尹冬凯;潜水电机镶嵌式机械密封的受热变形[J];电机技术;2002年02期

2 丁雪兴;程香平;杜鹃;李国栋;王训杰;;机械密封混合摩擦微极流体弹性润滑的数值模拟[J];兰州理工大学学报;2008年04期

3 王胜军,郝木明,张书贵;机械密封温度场计算[J];化工机械;2004年04期

4 周新光;张浩民;王永恒;;机械密封流体润滑稳定流动场的数值模拟[J];化工机械;2007年04期

5 顾永泉;平行面机械密封结构和性能的研究[J];化工机械;1997年01期

6 洪先志,董宗玉,顾永泉;机械密封端面力变形的解析计算[J];化工设计;2002年02期

7 党建军,秋卫平,钱志博;有限元法在机械密封设计中的应用研究[J];航空计算技术;2000年01期

8 张宝忠,肖敏;内置式机械密封变形分析与计算[J];机械设计与制造;2003年01期

9 葛培琪,陈利海,程建辉,刘镇昌,王海涛;基于VisualC~(++)的机械密封计算分析系统[J];机械设计;2001年12期

10 周剑锋;顾伯勤;;机械密封环的传热特性分析[J];机械工程学报;2006年09期

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1 周剑锋;机械密封中的热流体动力效应研究[D];南京工业大学;2006年

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1 廖和滨;机械密封环温度场/应力场的数值模拟及实验研究[D];福州大学;2005年

2 段伟颖;大功率瞬态工作混流泵中组合密封装置的研究[D];浙江大学;2006年

3 李小吉;基于PC的机械密封试验台的研制[D];浙江大学;2007年

4 田相玉;艉轴可控式机械密封数值分析及试验研究[D];武汉理工大学;2007年

【共引文献】

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1 王东亮;;干气密封在富气压缩机上的应用[J];安庆科技;2009年02期

2 刘君;;冷轧酸轧线轧机张力测量辊的改造[J];包钢科技;2008年06期

3 肖丙喜;赵惠清;温林荣;;高压钢粒子输送装置输送性能及密封结构分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);2010年04期

4 张朝晖,王富耻,李树奎;静液挤压过程中的润滑研究[J];北京理工大学学报;2000年02期

5 张朝晖,王富耻,周新平,张恒;纤维增强树脂基复合材料点接触弹流润滑研究[J];北京理工大学学报;2005年09期

6 王文瑞;顾亮;王国丽;李志强;;叶片减振器静密封结构设计与性能分析[J];北京理工大学学报;2008年11期

7 刘剑平;张新义;贾庆轩;于春战;;航天润滑油弹流油膜厚度修正系数公式[J];北京邮电大学学报;2012年02期

8 魏龙;常新中;张鹏高;;机械密封磨合过程软质环端面形貌变化的分形表征[J];中国表面工程;2011年05期

9 何玉林;石秉楠;杜静;李奇敏;;风力发电机组螺栓强度计算校核系统设计[J];北京工商大学学报(自然科学版);2009年03期

10 颜少平;胡剑波;;某型液压升降装置拉缸机理分析和改进措施[J];船舶工程;2008年05期

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1 孙浩洋;;超大椭圆比工况点接触Dowson膜厚公式的适用性研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

2 钮建良;彭旭东;孟祥铠;白少先;;LaserFace液体润滑端面密封性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

3 许静;彭旭东;孟祥铠;白少先;;非接触端面气体润滑密封热效应影响数值分析[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

4 褚晓东;李霞;郭峰;王文;;恒倾角面接触薄膜润滑测量系统[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年

5 武斌;郑站强;石万凯;;转速对齿轮非牛顿流体弹流润滑温升的影响[A];2010年重庆市机械工程学会学术年会论文集[C];2010年

6 高华;张守森;张凯;;多相泵机械密封的性能研究[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年

7 苏虹;丁雪兴;张海舟;吴昊;刘勇;;力变形下螺旋槽干气密封气膜流场近似计算及分析[A];第21届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ册[C];2012年

8 刘明铭;;平晶检测平面度[A];探索 创新 交流（第4集）——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年

9 葛玉霞;李旭东;张洁;马胜利;;发动机气缸垫密封性有限元分析[A];第十七届全国大功率柴油机学术年会论文集[C];2011年

10 吴宝杰;刘庆廉;李兴林;周银生;;润滑脂的流变性和滚动轴承振动性能的关系[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 程广贵;复合纳米薄膜制备及其摩擦学行为研究[D];江苏大学;2010年

2 吴昊;滚动轴承动特性及轴承—转子系统动力学模型研究[D];华东理工大学;2011年

3 张志刚;关于湿式离合器几个工作特性研究[D];浙江大学;2010年

4 刘秀海;高速滚动轴承动力学分析模型与保持架动态性能研究[D];大连理工大学;2011年

5 王其磊;密封用磁性NBR/Fe_3O_4复合材料与NBR/SrO·6Fe_2O_3复合材料的摩擦磨损与磁学性能研究[D];兰州理工大学;2011年

6 吴琼;Ti_3Si和Ti_3SiC_2纳米材料的制备、表征及摩擦性能研究[D];江苏大学;2011年

7 华同曙;非稳态有限长线接触弹流润滑的实验研究[D];上海大学;2010年

8 章易程;齿轮乏油传动的摩擦学研究[D];中南大学;2011年

9 段海涛;水润滑轴承数值仿真及其材料摩擦学性能研究[D];机械科学研究总院;2011年

10 申凤君;X射线荧光测井关键技术研究[D];成都理工大学;2011年

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1 石东兵;海底油气水平管道连接器关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

2 桂兴春;收割机制动泵密封性能的仿真与实验研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

3 安进华;森林消防炮专用灭火弹结构及动力学研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

4 万新超;蜂窝密封流动性能与模化设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年

5 谈洋;动柱式卧式加工中心整机动态特性试验研究[D];大连理工大学;2010年

6 潘宁;双向自上游泵送机械密封性能研究[D];昆明理工大学;2009年

7 李亚静;内燃机主轴承弹性流体动力润滑研究[D];昆明理工大学;2009年

8 张轩;低速端面气膜密封动力学特性研究[D];昆明理工大学;2010年

9 赵龙;泵用机械密封工作环境及其改善方法研究[D];昆明理工大学;2009年

10 刘宇;高分子材料水润滑尾轴承数值计算及试验研究[D];武汉理工大学;2010年

【二级参考文献】

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1 李德才，袁祖贻;磁流体密封的研究[J];北方交通大学学报;1995年02期

2 胡殿印,王荣桥,任全彬,洪杰;橡胶O形圈密封结构的有限元分析[J];北京航空航天大学学报;2005年02期

3 沈锡华;;机械密封摩擦副端面的热应力计算[J];北京化工学院学报;1980年03期

4 关雅贤,吴大鸣;釜用高压机械密封变形分析——用有限元法计算温度场、温差应力、机械应力所引起的变形[J];北京化工学院学报;1984年01期

5 赵惠清,蔡嵘,国巨发;深槽浅槽机械密封的对比分析[J];北京化工大学学报(自然科学版);1999年02期

6 马海潮;超高速数据采集技术发展现状[J];测试技术学报;2003年04期

7 尹冬凯;潜水电机镶嵌式机械密封的受热变形[J];电机技术;2002年02期

8 李华栋;刘和平;邱文彬;杨小林;;基于PIC18F458单片机的转矩转速测量仪[J];电子测量技术;2006年04期

9 吕宁;;单片机转速测量系统[J];电子技术;2006年09期

10 张向钊;密封填料的发展趋势——几种新型密封填料[J];阀门;1999年01期

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1 郭海训;大力矩高精度超声波电机的基础研究[D];浙江大学;2002年

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1 邢宪宁;深螺旋槽流体动压机械密封性能理论研究[D];大庆石油学院;2002年

2 洪先志;机械密封端面力变形的研究[D];四川大学;2002年

3 胡小云;机械密封端面信息采集及应用[D];昆明理工大学;2004年

4 蒋小文;螺旋槽干气密封数值模拟及其槽形参数优化[D];南京工业大学;2004年

5 魏龙;机械密封CAT装置及GY70机械密封性能的研究[D];南京工业大学;2003年

6 赵亮;泵用螺旋槽气膜机械密封的应用研究[D];北京化工大学;2000年

7 朱学明;机械密封性能的数值分析及优化研究[D];武汉理工大学;2005年

8 蔡晓君;变工况机械密封实验台的设计及测试系统的建立[D];东北大学;2005年

9 廖和滨;机械密封环温度场/应力场的数值模拟及实验研究[D];福州大学;2005年

10 郭建军;虚拟仪器在发动机振动测试及分析中的运用研究[D];天津大学;2005年

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1 许士英;;φ108钻探电机的机械密封设计[J];电机与控制应用;1983年03期

2 李体轩,侯宝霞;液化石油气注射泵超高速高压机械密封开发[J];流体机械;1997年08期

3 王凤芝,苗维民,朱宝明;机械密封的改进[J];黑龙江石油化工;1998年01期

4 钱卫忠,顾青春,俞志君,姚黎明;立式船用泵新型机械密封的设计[J];流体机械;2005年02期

5 王广兵;热油泵机械密封抽空失效分析与解决措施[J];水泵技术;2005年01期

6 崔世勇;;泵用机械密封常见泄漏现象与措施[J];河北化工;2008年03期

7 彭国雄;;高炉煤气洗涤水泵机械密封的改进[J];涟钢科技与管理;2010年03期

8 满国海;雷建强;;水泵机械密封的渗漏原因及解决办法[J];华章;2011年02期

9 ;机械密封在我厂的应用[J];石油化工设备;1973年02期

10 刘后桂;介绍一种新型的机械密封[J];润滑与密封;1980年06期

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1 高华;张守森;张凯;;多相泵机械密封的性能研究[A];第十五届中国海洋（岸）工程学术讨论会论文集(下)[C];2011年

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3 王双年;;机械密封改进在实际生产中的应用[A];中国石油石化工程技术和物装手册（第二分册）[C];2003年

4 廖和滨;杨晓翔;刘康林;郭金泉;;机械密封静环温度场的有限元分析[A];第二届全国工业摩擦学大会暨第七届全国青年摩擦学学术会议会议论文集[C];2004年

5 叶有楠;刘晓辉;;GPA95机械密封国产化问题及对策[A];中国有色金属学会第五届学术年会论文集[C];2003年

6 王劲;;沉没辊机械密封失效分析与对策[A];2004年全国炼钢、轧钢生产技术会议文集[C];2004年

7 荆志巍;;汽车涂装工厂机械密封问题分析解决[A];设备管理与维修实践和探索论文集[C];2005年

8 马雪峰;;常用机械密封的设计计算[A];2002年黑龙江省机械工程学会年会论文集[C];2002年

9 王盈;朱震东;;低沸塔底料泵机械密封的改造[A];2004年全国化工、石化装备国产化暨设备管理技术交流会会议论文集[C];2004年

10 朱健;;大亚湾和岭澳核电站发电机定子冷却水泵机械密封的改进研究[A];中国核学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 特约记者 张敬霞;[N];中国石油报;2011年

2 通讯员 张敬霞;[N];大庆日报;2011年

3 山西原平化学工业集团有限公司 窦宏庆;[N];山西科技报;2009年

4 钟烨辉;[N];中国工业报;2010年

5 吴宏富;[N];经理日报;2009年

6 王秋　整理;[N];工人日报;2011年

7 沈文;[N];中国石化报;2010年

8 本报记者 成吉昌;[N];中国机电日报;2001年

9 刘伊婷;[N];中国质量报;2008年

10 张德志;[N];中国工业报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前7条

1 刘鑫;核主泵用流体动静压型机械密封的性能研究与端面型槽优化设计[D];浙江工业大学;2012年

2 孙见君;机械密封泄漏预测理论及其应用研究[D];南京工业大学;2006年

3 王和顺;干气密封运行状态稳定性的研究[D];西南交通大学;2006年

4 万轶;表面织构与合金化改善密封材料摩擦学性能研究[D];南京理工大学;2008年

5 任婕;泡沫镍/聚四氟乙烯机械密封复合材料及摩擦学行为研究[D];武汉理工大学;2012年

6 胡志栋;端面油膜密封缝隙变粘度流体流动特性及其应用研究[D];哈尔滨工业大学;2009年

7 丁雪兴;干气密封螺旋槽润滑气膜的稳、动态特性研究[D];兰州理工大学;2008年

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1 汤新雄;三种不同端面几何形貌机械密封的性能试验研究[D];江苏大学;2010年

2 刘云;变速调节机械密封实验系统的研制[D];浙江工业大学;2010年

3 高洪岩;新型机械密封实验装置研发[D];中国石油大学;2011年

4 赵龙;泵用机械密封工作环境及其改善方法研究[D];昆明理工大学;2009年

5 周亚军;机械密封在机泵上的应用及故障处理[D];山东大学;2011年

6 史金鑫;机械密封相变半径和温度的研究[D];北京化工大学;2013年

7 张旭龙;斜圈弹簧在机械密封中的应用研究[D];长安大学;2013年

8 张宝君;加氢进料泵机械密封研究[D];大连工业大学;2012年

9 汪义高;余热排出泵机械密封系统设计及热力特性研究[D];西华大学;2010年

10 任宝杰;机械密封在线监测及智能控制系统研究[D];中国石油大学;2010年

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