本文選題：新型零泄漏高性能機(jī)械密封環(huán)　切入點(diǎn)：保壓抽芯法　出處：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：新型零泄漏高性能機(jī)械密封在減小端面間的摩擦磨損的同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)密封介質(zhì)的零(或少)泄露,其產(chǎn)業(yè)化可以解決傳統(tǒng)機(jī)械密封頻繁失效造成的泄露和環(huán)境污染等問題。但目前仍然沒有理想的方法快速高效地加工新型零泄漏密封環(huán)表面泵送槽,泵送槽的成型成為制約其產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的最大瓶頸。其中激光加工技術(shù)成型泵送槽,存在耗時(shí)長、成本高的特點(diǎn);凸模壓制成型端面槽,雖然高效、低成本,但仍存在槽邊緣粘膜的缺陷。為此,本文采用保壓抽芯凸模壓制法實(shí)現(xiàn)宏觀泵送槽的成型,在此基礎(chǔ)上,并對其成型實(shí)驗(yàn)及素坯的燒結(jié)實(shí)驗(yàn)開展研究,主要研究內(nèi)容及成果如下:首先,對粉末壓制成型過程的基本理論及力進(jìn)行分析和研究,介紹了粉末顆粒壓制成型過程中出現(xiàn)的拱橋效應(yīng)和壓坯回彈效應(yīng);對素坯在燒結(jié)過程中進(jìn)行分析,并且闡述了表面張力作為燒結(jié)驅(qū)動力在宏觀和微觀上的表現(xiàn)形式,為后續(xù)粉料成型及燒結(jié)實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)。其次,分析了保壓抽芯凸模壓制密封環(huán)泵送槽的基本原理,并根據(jù)其原理及密封環(huán)幾何形狀設(shè)計(jì)了浮動式粉末壓制模具結(jié)構(gòu),結(jié)果發(fā)現(xiàn):該成型模具結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較好、泵送槽壓制成功率高,且泵送槽輪廓清晰、邊緣無脫落開裂現(xiàn)象;對比無槽壓坯和端面帶有泵送槽的壓坯發(fā)現(xiàn),端面結(jié)構(gòu)復(fù)雜的壓坯壓制后整體的回彈率較低;同時(shí)隨著壓制力的增大,壓坯所受側(cè)壓力增大,由于密封環(huán)受到外摩擦力的影響,壓坯外徑回彈率大于內(nèi)徑回彈率,凹槽的回彈率大于密封環(huán)本身的回彈率。然后,針對不同結(jié)構(gòu)泵送槽型的素坯進(jìn)行燒結(jié)實(shí)驗(yàn),從表面張力的角度分析了素坯泵送槽型結(jié)構(gòu)對密封環(huán)燒結(jié)體收縮性能的影響機(jī)制,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:密封環(huán)在燒結(jié)過程中的收縮率與凹槽的彎曲弧度有很大關(guān)系,隨著凹槽彎曲弧度的增大,所受表面張力越大,凹槽向內(nèi)收縮所受驅(qū)動力也越大,所以三種槽型中橢圓型槽在徑向和周向上的收縮率最大,圓弧型槽次之,螺旋型槽的收縮率最小;泵送槽的收縮率大于密封環(huán)的內(nèi)外徑的收縮率,并且槽型的面積越大,密封環(huán)的內(nèi)外徑收縮相對越小;凹槽徑向方向的收縮率大于周向方向的收縮率;由于重力作用的影響,密封環(huán)在軸向方向的收縮率大于在徑向方向的收縮率。最后,將壓制后的素坯進(jìn)行無壓固相燒結(jié),研究了燒結(jié)工藝中添加劑(石墨、酚醛樹脂、碳化硼)對試樣致密性、燒結(jié)尺寸的影響規(guī)律,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:添加劑的含量對燒結(jié)后密封環(huán)的密度、失重率和內(nèi)外徑收縮率都有較大的影響,適量的添加劑能夠提高密封環(huán)的體積密度、降低密封環(huán)燒結(jié)收縮變形;利用掃面電子顯微鏡(SEM)觀察了不同顆粒級配比下的密封環(huán)斷面形貌,研究了及碳化硅顆粒級配比對燒結(jié)體致密性的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn):純微米級碳化硅顆粒之間容易形成封閉的孔洞,即使在壓力作用下,封閉的孔洞也不易被完全填充;當(dāng)素坯由多種尺寸的顆粒組成時(shí),顆粒之間容易形成連通的開孔,中、細(xì)小顆粒會填充到間隙中,所以形成的試樣相對致密。
[Abstract]:A new type of zero leakage and high performance in reducing the mechanical seal between the end faces of the friction and wear of sealing medium and can achieve zero (or less) leakage problem of the industrialization can solve the traditional mechanical seal failure caused by frequent leakage and environmental pollution. But there is still no ideal method for efficiently processing new zero leakage sealing surface of pump send the ring groove, forming pumping grooves become the biggest bottleneck of its industrial application. The laser processing technique forming pumping grooves, are time-consuming, high cost characteristics; punch pressing end groove, while the high efficiency, low cost, but there are still defects in the groove edge mucosa. Therefore, this paper uses Paul compression core pulling punch pressing method to realize the macro pumping grooves, on this basis, and the sintering experiment on the molding experiment and blank research, the main research contents and results are as follows: first, the powder pressing Analysis and Research on the basic theory of the forming process and force, introduces the effect and effect of powder pressing arch compacts rebound in the process of forming; analysis of the blank in the sintering process, and expounds the surface tension as the sintering driving force in macro and micro forms, provides the theoretical basis for the follow-up powder molding and sintering experiments. Secondly, analyzes the basic principle of pressure core pulling punch pressing sealing ring pumping grooves, and according to the principle and design of the floating seal ring geometry powder pressing die structure, the results show: the mold structure has good stability and high success rate of pumping groove pressing, and pumping groove outline clear, non shedding edge cracking phenomenon; comparison of blank blank and groove with end pumping grooves that face complex pressing pressure after the overall rebound rate is low; at the same time as Increase the pressing force, pressed by lateral pressure, because the sealing ring is affected by external friction, pressure rebound rate is greater than the outer diameter inner diameter groove of the rebound rate, rebound rate is greater than that of the sealing ring itself. Then the rebound rate, according to the different structure of pumping groove blank, sintering experiment, the surface tension of the analysis of the blank pumping groove structure on the influence mechanism of shrinkage of the sintered body sealing ring, the experimental results show that: there is a lot of relationship between curvature shrinkage and seal ring groove in the sintering process, with the increase of curvature of the groove, the surface tension of the groove, inward contraction by driving force the greater, so three kinds of grooves in the elliptic groove in radial and circumferential direction of the maximum shrinkage rate, arc groove of the spiral groove of the smallest shrinkage; pumping groove contraction rate is greater than the diameter of the inner and outer sealing ring shrinkage, and groove The area is large, and the sealing ring diameter shrinkage is smaller; the radial direction of the groove contraction rate is greater than the circumferential direction of the shrinkage; due to the effect of gravity, the sealing ring in the axial direction of the contraction rate is greater than in the radial direction of the contraction rate. Finally, after pressing blank without solid pressure the sintering additives on the sintering process (graphite, phenolic resin and boron carbide) of sample density, influence of sintering dimension, the experimental results show that the sintered ring density additive content, weight loss rate and diameter shrinkage has a greater impact, the amount of additive can increase the volume density of the seal ring, seal ring to reduce the sintering shrinkage deformation; by using scanning electron microscopy (SEM) were observed in the section of the seal ring with different particle morphology level ratio, and the research of silicon carbide particle size ratio on the influence of density of sintered body, Results: the closed hole is easily formed between pure micron SiC particles, even under pressure, closed pores are not easy to be completely filled; when the blank by various sizes of particles, particles easy to form holes communicated, fine particles will fill into the gap, so the formation of the sample is relatively dense.

【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH136;TF125

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本文編號：1615406