基于电化学光整加工的机械密封工作面密封性能的研究

发布时间：2017-08-24 23:23

  本文关键词：基于电化学光整加工的机械密封工作面密封性能的研究

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【摘要】：机械密封以其优良的密封性能、可靠性、经济性和适用性广泛应用于过程装备、石油化工、机械、航空航天等领域。随着现代工业的迅速发展，机械密封的使用环境越来越苛刻，如高温、低温、高压、高真空、大尺寸、微尺寸等，以及各种易燃、易爆、有毒、强腐蚀性介质以及含有泥砂等悬浮性颗粒介质的密封问题的相继产生，对密封技术提出了更高的要求。 据统计，磨损失效为机械密封失效的主要表现形式。而机械密封工作面的表面质量是决定机械密封摩擦特性和润滑性能的关键因素，并直接影响机械密封系统的工作稳定性、可靠性及使用寿命。为了改善机械密封的摩擦特性及润滑状况，减少被密封介质的泄漏量，提高密封系统的安全性，并延长机械密封的使用寿命，有必要对机械密封工作面的加工工艺以及所获得的表面质量对其摩擦磨损性能及密封性能的影响进行研究。 本文针对机械密封工作面以及密封端面开槽的加工工艺进行分析，分析了各种加工工艺的优势及存在的缺陷，并提出了自己的观点，即基于电化学光整加工的加工工艺。随后，对经电化学光整加工后的机械密封工作面摩擦磨损性能进行了分析，得出以下结论： （1）电化学光整加工工艺可以有效地改善机械密封工作面的表面质量，提高其摩擦磨损性能，延长其使用寿命。 （2）电化学光整加工工艺可显著改善机械密封工作面的表面微观形貌。经电化学光整加工处理后，机械加工的试件表面的微观形貌由尖峰状变为波浪形，明显消除了尖峰效应对其摩擦磨损特性及润滑状况均有不利影响。 （3）电化学光整加工对试件表面的处理具有一定的随机性，其随机分布的微观凹槽，有利于改善工作表面的润滑情况，进而改善其摩擦磨损性能，减少其磨损量，提高其使用寿命。 随后，针对上游泵送螺旋槽机械密封，，选取密封参数，利用解析法对其密封性能进行分析。主要分析了边界压力、转速等参数对密封性能的影响。 分析结果表明： （1）螺旋槽区域与非螺旋槽区域压力分布差异明显。随着转速的增加，螺旋槽区域的径向压力分布基本呈线性增加，非槽区则呈递减趋势。并且在螺旋槽槽区与坝区交界处，压力达到最大值。 （2）随着轴转速的增加，动压效应明显增强。 密封参数的选择对密封性能影响较大，因此，在进行上游泵送螺旋槽机械密封的设计等相关工作时，选择合理的密封参数至关重要。
【关键词】：电化学光整加工 机械密封 摩擦磨损性能 密封性能
【学位授予单位】：新疆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH136;TG662
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-9
• 一、绪论9-19
• 1.1 机械密封的意义及其地位9-10
• 1.2 机械密封发展历程与研究现状10-13
• 1.3 课题背景13-19
• 二、机械密封及电化学光整加工基础19-34
• 2.1 接触式机械密封19-20
• 2.2 非接触式机械密封20-22
• 2.2.1 气膜密封20-21
• 2.2.2 液膜密封21-22
• 2.3 机械密封性能参数22-25
• 2.4 机械密封材料的选择25-28
• 2.4.1 动、静环摩擦副材料26-27
• 2.4.2 辅助密封件材料27-28
• 2.4.3 弹性元件材料28
• 2.5 机械密封的优势与缺陷28-29
• 2.6 电化学光整加工的基本理论29-34
• 2.6.1 电化学光整加工机理30-32
• 2.6.2 电化学光整加工的特点32-34
• 三、电化学光整加工表面摩擦特性的试验研究34-39
• 3.1 电化学光整加工试验34-37
• 3.1.1 试验设备及材料34-35
• 3.1.2 试验方案的拟定35
• 3.1.3 试验过程35-37
• 3.2 金相组织分析37-39
• 四、摩擦磨损特性试验研究及分析39-45
• 4.1 试验目的39
• 4.2 摩擦磨损试验研究39-42
• 4.3 试验数据分析42-43
• 4.4 试件表面微观形貌分析43-45
• 五、螺旋槽机械密封密封性能的数值模拟45-49
• 5.1 螺旋槽机械密封性能的理论分析45-47
• 5.2 螺旋槽机械密封性能的数值模拟47-49
• 六、结论与展望49-51
• 6.1 结论49-50
• 6.2 展望50-51
• 参考文献51-55
• 致谢55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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中国博士学位论文全文数据库 前2条

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本文编号：733713