高压螺旋输送机组合密封结构的性能分析

发布时间：2017-05-20 19:12

  本文关键词：高压螺旋输送机组合密封结构的性能分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：螺旋输送机是粒子冲击钻井系统(PID-Particle Impact Drilling)中的关键设备之一。关于螺旋输送机的研究以往都在常压或低压下进行,当输送介质压力高达25MPa时,螺旋输送机的密封状况是一个需要被解决的重要的问题,这决定了该设备能否被应用到开采系统中,以及是否具备良好的使用性能。机械密封和填料密封是两种应用较为广泛的密封技术,其中,机械密封使用周期长,但其结构较复杂,填料密封易磨损,密封性能较差,而较新型的组合密封结构具有尺寸小、磨损少、结构紧凑等优点,本设备由于持续使用时间较短,决定采用组合密封结构。组合密封结构由O型橡胶圈和填充聚四氟乙烯滑环组成,其密封原理是O型圈压缩变形产生的弹力并施加在滑环上,使滑环紧贴在密封副的偶合面形成密封。但由于现有的滑环结构不适用于本设备的使用工况,因此,需要对滑环结构及使用性能进行相关的设计和研究。 本文以螺旋输送机的组合密封结构为研究对象,主要研究内容包括：根据螺旋输送机的使用工况,设计出适用的组合密封结构,主要包括端盖、紧固件、滑环的设计和其他构件的选型；利用有限元分析软件ANSYS和CFX对设计出的密封结构进行分析,分析其密封状况并确定其满足密封的基本要求；对滑环结构、O型圈压缩量等影响组合密封使用性能的主要参数进行研究,确定它们对密封性能的影响趋势并根据分析结果对密封结构做出改进；对影响密封结构使用寿命的几个因素进行定性的分析,主要包括滑环的填充材料及滑环与轴套间的摩擦系数、固体颗粒含量等,并对滑环产生一定量磨损后的密封状况及使用寿命进行分析和计算,确定滑环能满足设备运行要求。
【关键词】：螺旋输送机 组合密封结构 有限元 使用寿命
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH224;TB42
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 第1章 绪论14-20
• 1.1 课题背景及研究的目的和意义14-15
• 1.2 螺旋输送机密封的研究历史、现状和发展前景15-18
• 1.3 本文的主要研究内容18-20
• 第2章 组合密封结构的设计和分析20-38
• 2.1 密封结构的设计20-28
• 2.1.1 开闭式结构的选择20-21
• 2.1.2 O型圈的选型21-23
• 2.1.3 滑环的选型和设计23-25
• 2.1.4 端盖的设计25-27
• 2.1.5 紧固件的选型和校核27
• 2.1.6 密封结构整体27-28
• 2.2 组合密封结构的有限元分析28-35
• 2.2.1 端盖的有限元分析28-30
• 2.2.2 组合密封件的有限元分析30-35
• 2.2.2.1 计算模型30
• 2.2.2.2 有限元模型30-32
• 2.2.2.3 计算结果及讨论32-35
• 2.3 本章小结35-38
• 第3章 结构参数对组合密封件性能的影响38-60
• 3.1 不同结构参数的有限元分析38-57
• 3.1.1 滑环上槽数38-40
• 3.1.2 滑环上槽的大小40-41
• 3.1.3 滑环上槽的形状41-45
• 3.1.4 滑环的厚度45-48
• 3.1.5 O型圈压缩量48-51
• 3.1.6 滑环的高度51-56
• 3.1.7 滑环的倒角半径56-57
• 3.2 组合密封件结构参数的确定57-58
• 3.3 本章小结58-60
• 第4章 组合密封结构使用寿命的定性分析60-72
• 4.1 影响滑环磨损的主要因素60-68
• 4.1.1 填充材料60-62
• 4.1.2 摩擦系数62-66
• 4.1.3 固体颗粒66-68
• 4.2 滑环使用寿命的计算68-70
• 4.3 本章小结70-72
• 第5章 结论与展望72-74
• 5.1 结论72
• 5.2 展望72-74
• 参考文献74-78
• 研究成果及发表的学术论文78-80
• 致谢80-82
• 作者和导师简介82-83
• 附件83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 何春霞,康丽霞;聚四氟乙烯及其石墨填充复合材料的摩擦磨损特性[J];工程塑料应用;2001年03期

2 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

3 刘先兰,张文玉;聚四氟乙烯的改性技术及其在机械工程中的应用[J];表面技术;2002年03期

4 杨丽君,王齐华,宁丽萍,杨景锋,赵普;碳纤维及石墨填充聚四氟乙烯复合材料的摩擦学性能研究[J];材料科学与工程学报;2004年05期

5 路琴;杨明;何春霞;;纳米SiC与石墨填充PTFE复合材料的摩擦磨损性能[J];材料科学与工程学报;2009年02期

6 陈刚;焦明华;解挺;俞建卫;;填充材料对聚四氟乙烯基复合材料摩擦学特性的影响[J];轴承;2007年10期

7 王杰;谢禹钧;;关于橡胶O形密封圈的Ansys分析[J];辽宁石油化工大学学报;2008年04期

8 罗成辉;肖世耀;谢越林;;组合密封在液压缸密封中的应用[J];佛山陶瓷;2010年07期

9 何世权;饶文武;苏清苗;;磁性聚四氟乙烯密封材料的制备及性能[J];兰州理工大学学报;2012年01期

10 马芳;金石磊;王文东;李小慧;顾哲明;王萍;;PTFE复合材料力学性能及摩擦磨损机理的研究[J];广州化工;2011年13期

  本文关键词：高压螺旋输送机组合密封结构的性能分析，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：382552