【摘要】：干氣密封的啟停階段,以及由于加工、安裝等誤差導(dǎo)致的非正常運(yùn)行階段,干氣密封端面都會(huì)發(fā)生接觸摩擦,這會(huì)影響干氣密封的使用壽命和穩(wěn)定性,甚至?xí)苯訉?dǎo)致干氣密封的損壞。尤其是對(duì)于一些極端工況下使用的干氣密封,如低轉(zhuǎn)速干氣密封的開啟時(shí)間較長(zhǎng),導(dǎo)致密封端面在開啟階段摩擦磨損嚴(yán)重;高壓干氣密封在啟停階段端面載荷大,端面磨損嚴(yán)重,并會(huì)產(chǎn)生較高的摩擦溫?zé)釋?dǎo)致端面變形。因此,干氣密封端面的摩擦學(xué)特性對(duì)于干氣密封性能的優(yōu)劣至關(guān)重要。本文以干氣密封磨損最為嚴(yán)重的啟停階段為基礎(chǔ),選擇合適的工況,對(duì)干氣密封端面的摩擦學(xué)特性進(jìn)行試驗(yàn)研究與討論。主要進(jìn)行了如下內(nèi)容的研究:利用端面摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),對(duì)干氣密封環(huán)進(jìn)行試驗(yàn),共進(jìn)行了特定工況下干氣密封環(huán)端面的磨合試驗(yàn)、螺旋槽干氣密封環(huán)端面摩擦特性試驗(yàn)、兩種螺旋角干氣密封環(huán)端面摩擦學(xué)性能對(duì)比試驗(yàn)等三項(xiàng)試驗(yàn)。通過試驗(yàn),獲得端面摩擦系數(shù)、摩擦溫升、石墨環(huán)磨損量及表面磨損形貌等試驗(yàn)參數(shù),并分析討論了干氣密封環(huán)的磨合規(guī)律、密封環(huán)的摩擦特性與工況參數(shù)的關(guān)系以及螺旋角對(duì)密封環(huán)摩擦特性的影響。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果以及試驗(yàn)過程中密封環(huán)摩擦特性參數(shù)的變化,對(duì)密封環(huán)的摩擦機(jī)理進(jìn)行了分析與推測(cè)。通過上述試驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn):干氣密封環(huán)存在著明顯的磨合現(xiàn)象,且由于密封環(huán)材料及端面結(jié)構(gòu)的特殊性,石墨環(huán)內(nèi)外圈的磨損規(guī)律存在差異;工況參數(shù)的改變會(huì)明顯影響密封環(huán)的摩擦特性,且石墨環(huán)的自潤(rùn)滑性能夠改善端面潤(rùn)滑狀態(tài),提升端面的摩擦性能;兩種螺旋角試件在摩擦學(xué)特性方面表現(xiàn)出明顯的差異,在干氣密封端面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí),有必要考慮結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)端面摩擦磨損的影響。試驗(yàn)結(jié)果為今后干氣密封摩擦學(xué)方面的研究以及基于端面摩擦磨損的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一定的基礎(chǔ)與指導(dǎo)。
【圖文】：

即“干運(yùn)轉(zhuǎn)氣體密封”，和接觸式機(jī)械密封相似，干氣組成，并在動(dòng)環(huán)上開設(shè)有氣體動(dòng)壓槽，運(yùn)行時(shí)密封端面之所分開從而達(dá)到密封要求，屬于一種氣體潤(rùn)滑的端面非接密封常被用來密封旋轉(zhuǎn)型工業(yè)設(shè)備易泄漏的工藝氣體或液體廣泛用于過程工業(yè)的離心式壓縮機(jī)中，如大型合成氨、尿逐步取代了陳舊的迷宮密封、浮環(huán)密封和接觸式機(jī)械密封航天、航海等工業(yè)中，干氣密封都被廣泛使用[3]。相比于機(jī)宮密封等密封形式，干氣密封具有以下優(yōu)勢(shì)：于干氣密封克服了干運(yùn)轉(zhuǎn)的難題，因此在密封系統(tǒng)中無需密面的非接觸式運(yùn)轉(zhuǎn)降低了功耗，同時(shí)有避免了潤(rùn)滑油對(duì)工氣密封工作效率高，運(yùn)行穩(wěn)定，這減少了干氣密封的維修氣密封泄漏量小，壽命長(zhǎng)，而且能夠適應(yīng)高溫、高壓、高種強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)。

圖 1. 2 干氣密封受力圖所示為干氣密封的受力圖，如圖，彈簧力和工藝介質(zhì)的流體的閉合力，作用在靜環(huán)背側(cè)，而密封端面間的流體動(dòng)壓力，作用在動(dòng)靜環(huán)端面兩側(cè)。密封剛開始運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，轉(zhuǎn)速體動(dòng)壓力較小，閉合力大于開啟力，動(dòng)靜環(huán)保持接觸，而壓力升高，但閉合力基本保持不變，直至開啟力大于閉合運(yùn)動(dòng)，動(dòng)靜環(huán)脫開，此時(shí)彈簧被壓縮，閉合力增大，，直至到平衡，端面間形成穩(wěn)定的氣膜，干氣密封開始正常運(yùn)轉(zhuǎn)脫開時(shí)的轉(zhuǎn)速，稱為干氣密封的開啟轉(zhuǎn)速，也叫臨界轉(zhuǎn)速是在干氣密封的臨界轉(zhuǎn)速下進(jìn)行的。密封槽型介紹
【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】：2017
【分類號(hào)】：TH136;TH117.1

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳源;彭旭東;李紀(jì)云;江錦波;;螺旋槽結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)干氣密封動(dòng)態(tài)特性的影響研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2016年04期

2 WU Wei;SHAO TianMin;CHEN GuiMing;;Influence of groove surface texture on temperature rise under dry sliding friction[J];Science China(Technological Sciences);2016年02期

3 胡繼衛(wèi);張學(xué)信;;透平氨壓縮機(jī)組干氣密封磨損原因分析和解決方法[J];化肥設(shè)計(jì);2015年04期

4 葛建剛;古自強(qiáng);李星星;;西部管道壓縮機(jī)組干氣密封失效故障分析[J];科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào);2015年18期

5 商文婷;;淺談天然氣離心式壓縮機(jī)干氣密封失效的原因及對(duì)策[J];化學(xué)工程與裝備;2015年06期

6 王澤平;畢曉明;;循環(huán)氫壓縮機(jī)高壓干氣密封“硬對(duì)硬”摩擦副國(guó)產(chǎn)化技術(shù)分析[J];化工設(shè)備與管道;2015年03期

7 梁春陽(yáng);徐子晴;王平;;焦化富氣壓縮機(jī)干氣密封磨損原因探討[J];石化技術(shù);2015年05期

8 江錦波;彭旭東;白少先;李紀(jì)云;陳源;;仿鳥翼微列螺旋槽干氣密封性能分析與選型[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2015年03期

9 沈登海;;管輸離心壓縮機(jī)干氣密封失效分析及采取的措施[J];石油化工設(shè)備技術(shù);2015年01期

10 樊帆;張琳琳;;干氣密封的歷史及發(fā)展趨勢(shì)[J];河南科技;2014年18期

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1 張風(fēng)云;中低速干氣密封端面多流通道型槽鳥翼仿生設(shè)計(jì)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2013年

2 周越;干氣密封槽型對(duì)氣動(dòng)參數(shù)影響的研究[D];天津大學(xué);2012年

3 呼延晨龍;干式氣體端面密封仿生設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2560995