本文關(guān)鍵詞：干氣密封C形圈微動(dòng)磨損分析研究

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【摘要】：干氣密封是一種先進(jìn)的、新型旋轉(zhuǎn)軸密封,相對(duì)于傳統(tǒng)的機(jī)械密封,干氣密封具有磨損小、功耗低、泄漏量小的優(yōu)點(diǎn),并且能適應(yīng)高壓高溫等實(shí)際苛刻工況。其主要應(yīng)用在泵、壓縮機(jī)、膨脹機(jī)和氣體透平機(jī)等旋轉(zhuǎn)機(jī)械上,在制冷設(shè)備中也大量使用。由于干氣密封經(jīng)常被應(yīng)用在高壓力、高轉(zhuǎn)速的工作條件下,所以密封圈會(huì)發(fā)生摩擦磨損,并由此導(dǎo)致泄漏量增加并影響主密封的穩(wěn)定性甚至使整個(gè)密封失效,因此,輔助密封圈的密封性能對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的密封性能有很大影響。盡管C形圈密封為輔助密封,但在干氣密封系統(tǒng)中擔(dān)當(dāng)重要角色。C形圈通常是在高壓力、高轉(zhuǎn)速的條件下工作的,振動(dòng)頻率高,振幅十分微小,特別適合采用微動(dòng)磨損理論對(duì)其進(jìn)行研究。傳統(tǒng)的微動(dòng)磨損理論,大都是建立在幾何維數(shù)為整數(shù)的歐氏幾何基礎(chǔ)上的,難以準(zhǔn)確地反映出摩擦表面的幾何形貌和摩擦副的接觸特性。而分形理論所研究的對(duì)象主要是復(fù)雜的不規(guī)則幾何形態(tài),因此借助分形理論來(lái)研究微動(dòng)磨損模型更精確。本文將C形圈的微動(dòng)磨損過(guò)程分為三個(gè)階段,初始磨合磨損階段,粘著磨損過(guò)渡階段和磨粒磨損穩(wěn)定階段的�；诜中卫碚搶�(duì)于不同的磨損階段,建立不同的磨損模型來(lái)解釋C形圈的磨損機(jī)理。本文提出磨合磨損才是C形圈微動(dòng)磨損的最初始階段,區(qū)別于傳統(tǒng)研究中認(rèn)為粘著磨損是微動(dòng)磨損的初始階段�；诜中卫碚�,建立了C形圈微動(dòng)磨合磨損模型,并對(duì)其進(jìn)行仿真分析。在所建立模型的基礎(chǔ)之上,推導(dǎo)了磨損量表達(dá)式,找出了影響磨損量的主要因素,并對(duì)相關(guān)實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行了解釋。其次介紹了粘著磨損階段材料的磨損特性,并建立了C形圈微動(dòng)粘著磨損模型,推導(dǎo)了磨損量表達(dá)式,找出影響磨損量的主要因素,指出在C形圈粘著磨損的過(guò)程中,氧化因素對(duì)磨損的影響是很小的,甚至可以忽略,并且闡述了C形圈表面磨損大坑形成的原因。隨后又闡釋了C形圈在進(jìn)入微動(dòng)磨損穩(wěn)定階段以后,C形圈的磨損機(jī)理,建立了磨粒磨損模型,推演了磨損量算法,分析了在此階段材料所經(jīng)歷的磨損特征。最后通過(guò)C形圈微動(dòng)磨損試驗(yàn),采集C形圈表面輪廓二維曲線樣圖和三維圖對(duì)其分析,得到以下結(jié)論:C形圈的微動(dòng)磨損過(guò)程,分別經(jīng)歷了磨合磨損、粘著磨損、磨粒磨損三個(gè)階段;不同的階段材料的表面形貌呈現(xiàn)出不同的特征;不同階段,影響磨損量的主要因素不同,磨損量的變化趨勢(shì)也不同,但是每個(gè)階段所呈現(xiàn)的特征,都基本符合本文所提出的磨損模型,本文所提出的磨損模型也可以解釋試驗(yàn)現(xiàn)象,因而,我們認(rèn)為本文所采用的理論和建立的相關(guān)模型是合理的。
【關(guān)鍵詞】：干氣密封 分形理論 C形圈 微動(dòng)磨損
【學(xué)位授予單位】：蘭州理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 符號(hào)注釋表12-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 課題研究意義13-15
• 1.1.1 干氣密封的重要性及C形圈的研究意義13-14
• 1.1.2 C形圈中的微動(dòng)磨損14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)發(fā)展分析15-19
• 1.2.1 O形圈國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及動(dòng)態(tài)發(fā)展分析15-18
• 1.2.2 微動(dòng)磨損的發(fā)展概況18-19
• 1.3 基于分形理論研究微動(dòng)磨損的優(yōu)勢(shì)與意義19-20
• 1.4 我們近年在該領(lǐng)域研究的情況20
• 1.5 立項(xiàng)背景20-21
• 1.6 研究?jī)?nèi)容與關(guān)鍵性問(wèn)題21
• 1.6.1 研究?jī)?nèi)容21
• 1.6.2.關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題21
• 1.7 本章小結(jié)21-22
• 第2章 C形圈微動(dòng)磨損-磨合磨損分析22-31
• 2.1 微動(dòng)磨損理論概述22-23
• 2.2 基于分形理論的微動(dòng)磨合磨損23-24
• 2.3 微凸體的接觸面積與接觸點(diǎn)處產(chǎn)生的塑性變形載荷24-28
• 2.3.1 微凸體的面積分布24-25
• 2.3.2 接觸點(diǎn)處產(chǎn)生的塑性變形載荷25-28
• 2.4 磨損率的影響因素28-30
• 2.4.1 分形維數(shù)對(duì)磨損率的影響28-29
• 2.4.2 尺度系數(shù)對(duì)磨損率的影響29
• 2.4.3 材料性能常數(shù)對(duì)磨損率的影響29-30
• 2.5 結(jié)論30
• 2.6 本章小結(jié)30-31
• 第3章 C形圈微動(dòng)磨損-粘著磨損分析31-39
• 3.1 微動(dòng)粘著磨損31
• 3.2 微動(dòng)粘著磨損模型31-36
• 3.3 微動(dòng)粘著過(guò)程中大坑的形成機(jī)理36-37
• 3.4 結(jié)論37-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 C形圈微動(dòng)磨損-磨粒磨損分析39-44
• 4.1 微動(dòng)磨粒磨損39
• 4.2 微動(dòng)磨粒磨損模型39-43
• 4.3 結(jié)論43
• 4.4 本章小結(jié)43-44
• 第5章 C形圈微動(dòng)磨損試驗(yàn)研究與分析44-53
• 5.1 設(shè)備的選取44-46
• 5.1.1 微動(dòng)試驗(yàn)設(shè)備介紹44
• 5.1.2 表面形貌儀的選取44-46
• 5.2.C形圈初始粗糙表面形貌46-47
• 5.3 磨合磨損試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析47-49
• 5.4 粘著磨損試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析49-50
• 5.5 穩(wěn)定階段C形圈表面形貌研究分析50-52
• 5.6 結(jié)論52
• 5.7 本章小結(jié)52-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 參考文獻(xiàn)55-60
• 致謝60-61
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文61

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