上游泵送机械密封制造技术研究
本文选题:上游泵送 + 端面密封 ; 参考:《中国石油大学》2011年硕士论文
【摘要】:随着国民经济的快速发展,工业化程度的进一步提高,高温、高压、高速的工作状况使机械密封端面温升过高,造成密封环的非正常磨损、热裂、变形及端面间介质汽化等问题,导致密封迅速失效,传统的密封方法和相关制造技术很难再适应密封行业的发展。因此,对端面密封形式和制造技术的研究非常重要,其直接决定着密封性能和质量的高低。作为近年新出现的密封方式——上游泵送机械密封,它具有磨损少、发热小、寿命长、能耗低等优点,特别适用于高参数、易汽化、高危险性及高污染性等高难密封场合,具有广阔的发展前景。为达到高质量和可靠的密封效果,通常要求在上游泵送机械密封环上开出的流体动压槽(通常为几至十几微米)。由于槽的加工技术要求很高,所以可靠的加工工艺方法是保证该密封工作性能的关键技术之一。 当前,上游泵送机械密封流体动压槽加工方法主要集中在特种加工领域,如化学腐蚀加工、激光加工等。这些加工方法都是采用去除材料的方法来加工流体动压槽的,难于加工出表面粗糙度达镜面以上的槽底面及高等深性的槽深等,阻碍了上游泵送机械密封质量的进一步提高,因此研究开发高效、高质量、低成本的上游泵送机械密封流体动压槽加工技术有着十分重要的技术和经济意义。 本文首先对上游泵送机械密封进行整体设计,在此基础上重点对密封槽进行设计,得到优化后的槽型,进而利用PRO/E软件建模,得到三维模型;而后对相关加工工艺进行研究,获得加工材料性能参数,为后续动压槽的变形加工制造奠定材料基础;最后,在分析设计和加工工艺研究的基础上加工出实物模型。本文重点分析研究了动压槽的加工工艺,特别是在加工制造上独辟蹊径,首次提出了采用纳米增材制造的方法来加工制造上游泵送机械密封流体动压槽的新构想,可有效地避免现有的一些开槽工艺的缺点,并为其它新型机械密封的研究开发提供可靠的加工制造工艺。
[Abstract]:With the rapid development of the national economy and the further improvement of industrialization, the working conditions of high temperature, high pressure and high speed make the temperature rise too high on the end face of the mechanical seal, resulting in abnormal wear and tear of the seal ring. The problems of deformation and vaporization of the medium between the end surfaces lead to the rapid failure of the seal. It is difficult for the traditional sealing methods and related manufacturing technology to adapt to the development of the sealing industry. Therefore, it is very important to study the seal form and manufacturing technology, which directly determines the sealing performance and quality. As a new sealing method in recent years, upstream pump mechanical seal has the advantages of less wear, less heat, long life and low energy consumption. It is especially suitable for high parameter, easy vaporization, high danger and high pollution, etc. It has broad prospects for development. In order to achieve high quality and reliable sealing effect, the hydraulic pressure groove (usually several to ten microns) is usually required on the upstream pumping mechanical seal ring. The reliable processing method is one of the key technologies to ensure the sealing performance because of the high requirement of the groove processing technology. At present, the machining methods of upstream pumping mechanical seal hydrodynamic grooves are mainly concentrated in special processing fields, such as chemical etching processing, laser processing and so on. These machining methods all adopt the method of material removal to process hydrodynamic grooves. It is difficult to process the bottom surface of the grooves with surface roughness above the mirror surface and the deep groove depth, which hinders the further improvement of the sealing quality of the upstream pumping machinery. Therefore, the research and development of high efficiency, high quality and low cost upstream pump mechanical seal hydrodynamic groove processing technology has very important technical and economic significance. In this paper, the overall design of the upstream pump mechanical seal is first carried out, and on this basis, the seal groove is designed, and the optimized groove is obtained, and then the three-dimensional model is obtained by using the Pro-E software, and then the related processing technology is studied. The performance parameters of the machining materials are obtained to lay the material foundation for the deformation and manufacture of the hydrodynamic grooves. Finally, the physical model is processed on the basis of the analysis and design and the research of the processing technology. In this paper, the processing technology of the dynamic pressure groove is analyzed and studied, especially in the manufacturing of the hydrodynamic groove, and a new idea is put forward for the first time to process and manufacture the hydrodynamic pressure groove of the upstream pump mechanical seal by using the method of nano-augmentation manufacture. It can effectively avoid the shortcomings of some existing slotted technology and provide reliable processing and manufacturing technology for the research and development of other new mechanical seals.
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH136
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,本文编号:2087543
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