微磨料多相射流加工機(jī)械密封端面表面織構(gòu)的技術(shù)研究
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【摘要】:作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械中的常用密封手段,機(jī)械密封以其密封性好、使用壽命長(zhǎng)、功率損耗低等特點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶金、原子能和航空等工業(yè)領(lǐng)域。然而,伴隨機(jī)械密封的使用范圍逐漸向高壓、高速、復(fù)雜介質(zhì)擴(kuò)展,現(xiàn)代工業(yè)對(duì)機(jī)械密封可靠性的要求不斷提高,現(xiàn)有的機(jī)械密封越來越難以滿足使用要求。以干氣密封、上游泵送密封和微織構(gòu)為代表的機(jī)械密封新技術(shù),已被證明是改善機(jī)械密封摩擦學(xué)性能和密封性能的有效手段。然而,針對(duì)機(jī)械密封端面的常用材料,現(xiàn)有的表面織構(gòu)加工技術(shù)存在一定的局限和不足,限制了機(jī)械密封端面織構(gòu)化的研究和工程應(yīng)用;诖,本文提出了用于加工機(jī)械密封端面表面織構(gòu)的微磨料多相射流加工技術(shù),并對(duì)加工裝置、技術(shù)流程和工藝參數(shù)進(jìn)行了研究和探索,主要完成以下四個(gè)方面內(nèi)容:1、提出了微磨料多相射流加工機(jī)械密封端面表面織構(gòu)的方法,該方法不僅繼承了微磨料氣射流加工技術(shù)適用材料范圍廣、無熱影響區(qū)和反作用力小等優(yōu)點(diǎn),同時(shí)還解決了磨料回收和空氣污染等問題,同時(shí)利用了水的緩沖和潤(rùn)滑作用,可以獲得更好的加工效果2、確定微磨料多相射流加工裝置的設(shè)計(jì)思路和設(shè)計(jì)目標(biāo),依次完成加工裝置的總體方案設(shè)計(jì)、噴嘴的設(shè)計(jì)、氣路的設(shè)計(jì)以及動(dòng)平臺(tái)的選型。設(shè)計(jì)的微磨料多相射流加工裝置可以在低壓強(qiáng)條件下通過壓縮空氣將磨料溶液加速形成持續(xù)、穩(wěn)定的多相射流,使其具備在多種材料表面加工微結(jié)構(gòu)的能力,具有整體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、氣路可靠性高、操作和維護(hù)便利等優(yōu)點(diǎn)。3、探索了基于銅箔膠帶和干膜輔助電解加工、不銹鋼薄板和激光加工的掩膜制作工藝,結(jié)果表明,使用銅箔膠帶制作的掩膜精度相對(duì)較高,適合微小結(jié)構(gòu)的加工;使用不銹鋼薄板制作的掩膜雖然精度相對(duì)差一點(diǎn),但是工藝簡(jiǎn)單,可以實(shí)現(xiàn)多次重復(fù)使用。在選定磨料、加工進(jìn)給方案和噴射距離的基礎(chǔ)上,明確了使用微磨料多相射流加工機(jī)械密封端面表面織構(gòu)的加工過程,包括設(shè)備檢查、磨料配置、工件固定、確定軌跡、工件加工和清洗幾個(gè)步驟。4、選擇三種典型的機(jī)械密封端面材料碳化硅陶瓷、304不銹鋼和碳石墨,在其表面進(jìn)行微槽的加工,探索了端面材料、加工時(shí)間、磨料流量、噴射壓強(qiáng)和噴射距離等工藝因素對(duì)加工效果的影響,分析了其影響機(jī)理,進(jìn)一步優(yōu)化了相關(guān)工藝。
【關(guān)鍵詞】:微磨料多相射流加工 表面織構(gòu) 機(jī)械密封
【學(xué)位授予單位】:南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號(hào)】:TH136
【目錄】:
- 摘要5-6
- ABSTRACT6-14
- 第一章 緒論14-27
- 1.1 機(jī)械密封概述14-17
- 1.1.1 機(jī)械密封基礎(chǔ)14-15
- 1.1.2 機(jī)械密封端面材料15-16
- 1.1.3 機(jī)械密封的分類16-17
- 1.2 機(jī)械密封的新技術(shù)17-21
- 1.2.1 干氣密封18
- 1.2.2 上游泵送密封18-19
- 1.2.3 端面微織構(gòu)機(jī)械密封19-21
- 1.3 密封端面表面織構(gòu)加工技術(shù)21-25
- 1.3.1 微切削加工技術(shù)21
- 1.3.2 激光加工技術(shù)21-22
- 1.3.3 電火花加工技術(shù)22
- 1.3.4 電解加工技術(shù)22-23
- 1.3.5 微磨料氣射流加工技術(shù)23-25
- 1.4 課題來源與目的25
- 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容25-27
- 第二章 微磨料多相射流加工裝置的設(shè)計(jì)27-39
- 2.1 微磨料多相射流加工裝置的設(shè)計(jì)目標(biāo)和路線27-28
- 2.2 微磨料多相射流加工裝置的總體方案設(shè)計(jì)28-31
- 2.2.1 磨料供應(yīng)方式的確定28-30
- 2.2.2 總體方案設(shè)計(jì)和特點(diǎn)30-31
- 2.3 噴嘴的設(shè)計(jì)31-33
- 2.3.1 吸入式噴嘴的工作原理31-32
- 2.3.2 噴嘴的尺寸參數(shù)設(shè)計(jì)32-33
- 2.4 氣路的設(shè)計(jì)33-35
- 2.4.1 氣源裝置的選型33-34
- 2.4.2 其他氣路元件的選型34-35
- 2.5 動(dòng)平臺(tái)及控制系統(tǒng)解決方案35-36
- 2.6 加工裝置的系統(tǒng)特性和功能參數(shù)36-38
- 2.7 本章小結(jié)38-39
- 第三章 機(jī)械密封端面表面織構(gòu)的加工流程39-48
- 3.1 掩膜的制作流程39-44
- 3.1.1 常見掩膜材料和制作方法39-40
- 3.1.2 基于銅箔膠帶和干膜輔助電解加工的掩膜制作40-43
- 3.1.3 基于不銹鋼薄板和激光加工的掩膜制作43-44
- 3.2 微磨料多相射流加工流程44-47
- 3.2.1 相關(guān)工藝方案和參數(shù)的選擇44-46
- 3.2.2 加工流程和注意事項(xiàng)46-47
- 3.3 加工效果的評(píng)價(jià)和測(cè)量47
- 3.4 本章小結(jié)47-48
- 第四章 微磨料多相射流加工工藝參數(shù)優(yōu)化48-60
- 4.1 端面材料對(duì)加工效果的影響48-51
- 4.1.1 實(shí)驗(yàn)方案和參數(shù)設(shè)定48-49
- 4.1.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析49-51
- 4.2 加工時(shí)間對(duì)加工效果的影響51-52
- 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案和參數(shù)設(shè)定51
- 4.2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析51-52
- 4.3 磨料流量對(duì)加工效果的影響52-54
- 4.3.1 實(shí)驗(yàn)方案和參數(shù)設(shè)定52-53
- 4.3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析53-54
- 4.4 噴射壓強(qiáng)對(duì)加工效果的影響54-56
- 4.4.1 實(shí)驗(yàn)方案和參數(shù)設(shè)定54
- 4.4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析54-56
- 4.5 噴射距離對(duì)加工效果的影響56-58
- 4.5.1 實(shí)驗(yàn)方案和參數(shù)設(shè)定56
- 4.5.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析56-58
- 4.6 工藝參數(shù)的優(yōu)化58-59
- 4.6.1 實(shí)驗(yàn)方案和參數(shù)設(shè)定58
- 4.6.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析58-59
- 4.7 本章小結(jié)59-60
- 第五章 總結(jié)與展望60-62
- 5.1 本文主要工作和結(jié)論60
- 5.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)60-61
- 5.3 工作展望61-62
- 參考文獻(xiàn)62-66
- 致謝66-67
- 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67
【參考文獻(xiàn)】
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,本文編號(hào):1109431
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