本文關(guān)鍵詞：柔性極靴磁脂密封的開發(fā)和性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：針對現(xiàn)有磁脂密封耐壓能力有限、運(yùn)行時(shí)極靴易與轉(zhuǎn)軸發(fā)生剛性磕碰；而刷式密封摩擦生熱較大、不能實(shí)現(xiàn)零泄漏等問題,綜合磁脂密封與刷式密封的特點(diǎn),提出了新型柔性極靴磁脂密封并申請了國家發(fā)明專利。柔性極靴磁脂密封同時(shí)具有磁脂密封和刷式密封耐壓性能好,可以實(shí)現(xiàn)零泄漏,適應(yīng)轉(zhuǎn)軸偏心振動(dòng)能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。本文首先分析了柔性極靴磁脂密封的工作原理,確定密封各部件的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和材料性質(zhì),由此對其耐壓能力,結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化,傳熱特性,冷卻方案和試驗(yàn)驗(yàn)證等方面展開系統(tǒng)而深入的研究。利用ANSYS軟件建立柔性極靴磁脂密封的數(shù)值分析模型,對柔性極靴采用實(shí)體建模進(jìn)行簡化,得到了其磁場強(qiáng)度及分布規(guī)律,對比分析了柔性極靴磁脂密封和剛性極靴磁脂密封的耐壓能力,結(jié)果表明柔性極靴的使用能夠明顯提升密封的耐壓性能。采用正交試驗(yàn)的方法,綜合分析了柔性極靴的相對磁導(dǎo)率、長度、厚度以及擋板和涂層的厚度等相關(guān)結(jié)構(gòu)尺寸、材料屬性等設(shè)計(jì)參數(shù)對密封耐壓能力的影響規(guī)律,得到了多參數(shù)的綜合優(yōu)化結(jié)果。通過數(shù)值分析方法,研究了轉(zhuǎn)軸偏心對密封耐壓能力的影響規(guī)律,證明了柔性極靴磁脂密封在轉(zhuǎn)軸偏心工況下有著更好的耐壓能力和適應(yīng)性。利用FLUENT軟件建立柔性極靴磁脂密封的傳熱數(shù)值分析模型,分析了磁脂與轉(zhuǎn)軸、柔性極靴與轉(zhuǎn)軸理論上的摩擦熱及其功耗,得到并研究了密封溫度場分布和磁脂溫升規(guī)律等傳熱特性。為了進(jìn)一步控制和改善磁脂溫度,分析了轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速,柔性絲直徑、排列傾角和安裝過盈量以及涂層性質(zhì)等相關(guān)操作、結(jié)構(gòu)和材料參數(shù)對密封傳熱特性的影響規(guī)律并進(jìn)行了優(yōu)化。通過數(shù)值分析方法,研究了冷卻水對柔性極靴磁脂密封的冷卻降溫效果,結(jié)果表明增大冷卻水流量和降低進(jìn)水溫度能在一定程度上提高冷卻換熱功率,進(jìn)一步降低磁脂的溫度。建立柔性極靴磁脂密封試驗(yàn)系統(tǒng),完成密封裝置的設(shè)計(jì)和加工制造,從密封的耐壓能力和傳熱特性兩方面進(jìn)行試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了柔性極靴磁脂密封在實(shí)際工況中良好的密封效果和性能。同時(shí),以試驗(yàn)結(jié)果為依據(jù),與數(shù)值分析的結(jié)論進(jìn)行了對比,驗(yàn)證了數(shù)值分析的正確性。本文通過對柔性極靴磁脂密封的性能分析和試驗(yàn)研究,驗(yàn)證了柔性極靴磁脂密封的實(shí)用效果。柔性極靴磁脂密封的研制成功,為綜合使用多種密封技術(shù)提供了全新的思路,為改進(jìn)工作原理和設(shè)計(jì)密封結(jié)構(gòu)積累了經(jīng)驗(yàn),對有效提高磁脂密封性能,拓展技術(shù)工程應(yīng)用范圍,作出了一定的貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：磁脂密封 柔性極靴 磁場分布 磁脂溫升
【學(xué)位授予單位】：北京化工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB42
【目錄】：

• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集3-4
• 摘要4-6
• ABSTRACT6-15
• 符號說明15-18
• 第一章 緒論18-26
• 1.1 課題來源、研究目的及意義18
• 1.2 課題的相關(guān)研究進(jìn)展18-23
• 1.2.1 磁脂密封18-21
• 1.2.2 刷式密封21-23
• 1.3 課題的主要研究內(nèi)容23-26
• 1.3.1 課題的立論23-24
• 1.3.2 研究方案24-26
• 第二章 柔性極靴磁脂密封的開發(fā)26-32
• 2.1 柔性極靴磁脂密封的基本結(jié)構(gòu)和組成26-29
• 2.1.1 永磁鐵27
• 2.1.2 柔性極靴27
• 2.1.3 內(nèi)外側(cè)擋板27-28
• 2.1.4 軸套與涂層28
• 2.1.5 外殼28
• 2.1.6 壓蓋及視鏡28-29
• 2.2 柔性極靴磁脂密封的工作原理29-30
• 2.3 柔性極靴磁脂密封的特點(diǎn)30
• 2.4 本章小結(jié)30-32
• 第三章 柔性極靴磁脂密封耐壓能力的數(shù)值分析32-52
• 3.1 柔性極靴磁脂密封的理論耐壓能力32-33
• 3.2 柔性極靴的數(shù)值分析33-38
• 3.2.1 柔性極靴模型33
• 3.2.2 模型建立和材料定義33-36
• 3.2.3 劃分網(wǎng)格并設(shè)立邊界條件36-37
• 3.2.4 模擬結(jié)果及分析37-38
• 3.3 柔性極靴磁脂密封的磁場分析及優(yōu)化38-48
• 3.3.1 前處理38-39
• 3.3.2 模擬結(jié)果及分析39-41
• 3.3.3 柔性極靴磁脂密封磁場優(yōu)化41-43
• 3.3.4 優(yōu)化結(jié)果分析43-48
• 3.4 轉(zhuǎn)軸偏心工況對密封耐壓能力的影響48-50
• 3.5 本章小結(jié)50-52
• 第四章 柔性極靴磁脂密封傳熱特性的數(shù)值分析52-82
• 4.1 柔性極靴磁脂密封的傳熱機(jī)理52-53
• 4.2 磁脂與轉(zhuǎn)軸的摩擦熱Q_c計(jì)算53-54
• 4.3 磁脂粘度修正54-59
• 4.3.1 磁脂粘度性質(zhì)55
• 4.3.2 剪切速率對磁脂粘度的影響55-56
• 4.3.3 工作溫度對磁脂粘度的影響56-58
• 4.3.4 磁脂粘度計(jì)算公式58-59
• 4.4 柔性極靴與轉(zhuǎn)軸的摩擦熱Q_r計(jì)算59-60
• 4.5 傳熱數(shù)值分析模型及其方法60-63
• 4.6 模擬結(jié)果及分析63-75
• 4.6.1 操作參數(shù)對密封傳熱特性的影響64-66
• 4.6.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封傳熱特性的影響66-74
• 4.6.3 涂層材料對密封傳熱特性的影響74-75
• 4.7 冷卻水降溫效果的數(shù)值分析75-80
• 4.7.1 密封溫度場和速度場分布77-78
• 4.7.2 冷卻水流量對冷卻降溫效果的影響78-79
• 4.7.3 冷卻水溫度對冷卻降溫效果的影響79-80
• 4.8 本章小結(jié)80-82
• 第五章 柔性極靴磁脂密封的試驗(yàn)研究82-94
• 5.1 柔性極靴磁脂密封試驗(yàn)系統(tǒng)82-83
• 5.1.1 運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)82-83
• 5.1.2 控制系統(tǒng)83
• 5.1.3 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)83
• 5.1.4 輔助系統(tǒng)83
• 5.2 柔性極靴磁脂密封裝置83-87
• 5.2.1 柔性極靴84
• 5.2.2 內(nèi)外側(cè)擋板84-85
• 5.2.3 軸套及涂層85
• 5.2.4 外殼、壓蓋及視鏡85-87
• 5.3 柔性極靴磁脂密封的耐壓試驗(yàn)87-89
• 5.3.1 靜壓試驗(yàn)結(jié)果87-89
• 5.3.2 動(dòng)壓試驗(yàn)結(jié)果89
• 5.4 柔性極靴磁脂密封的傳熱試驗(yàn)89-91
• 5.4.1 功耗試驗(yàn)結(jié)果89-90
• 5.4.2 溫升試驗(yàn)結(jié)果90-91
• 5.5 柔性極靴磁脂密封裝置的改進(jìn)91-93
• 5.6 本章小結(jié)93-94
• 第六章 總結(jié)與展望94-96
• 6.1 總結(jié)94-95
• 6.2 展望95-96
• 參考文獻(xiàn)96-100
• 致謝100-102
• 研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文102-104
• 作者及導(dǎo)師簡介104-105
• 專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文答辯委員會(huì)決議書105-106

  本文關(guān)鍵詞：柔性極靴磁脂密封的開發(fā)和性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：463919