【摘要】：機(jī)械密封是解決旋轉(zhuǎn)機(jī)械動(dòng)密封泄漏問(wèn)題的重要方法,其中密封端面的使用壽命和可靠性直接影響其安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)今,機(jī)械密封的一個(gè)主要研究方向是在泄漏量達(dá)標(biāo)的情況下,尋找解決密封端面之間摩擦磨損問(wèn)題的方法,最終實(shí)現(xiàn)高使用壽命的目的。普通機(jī)械密封的密封端面是直接相互接觸的,存在著嚴(yán)重的磨損、散熱不足等問(wèn)題,限值了其使用和發(fā)展。大量研究發(fā)現(xiàn):在摩擦副端面上加工出的陣列表面織構(gòu),包括氣膜密封技術(shù)、液膜密封技術(shù)和端面微織構(gòu)密封技術(shù)為代表的機(jī)械密封新技術(shù),可以達(dá)到減小摩擦、易于散熱和存儲(chǔ)潤(rùn)滑等效果。然而,許多機(jī)械密封材料,包括硬質(zhì)合金和碳化硅等脆性材料,使用常規(guī)方法難于加工。本文優(yōu)化和改進(jìn)了微磨料氣射流加工技術(shù),允許各種混合磨料漿液進(jìn)入噴嘴混合室,替代了通常的空氣和干磨料,即一種基于氣-液-固混合的微磨料多相射流加工技術(shù),用于加工機(jī)械密封端面微結(jié)構(gòu)。1、教研室設(shè)計(jì)的第一代加工裝置由于加工平臺(tái)與磨料罐分離,導(dǎo)致磨料無(wú)法循環(huán)使用。經(jīng)過(guò)合二為一的改造設(shè)計(jì)后,使得金剛石等貴重磨料能連續(xù)循環(huán)使用,大大降低了加工成本;并設(shè)計(jì)了一套針對(duì)機(jī)械密封圈的通用夾具,能適用于不同直徑大小的密封環(huán),便于一次性裝夾。2、考慮到空氣驅(qū)動(dòng)射流的高度散度和不同織構(gòu)尺寸的加工要求,探索了激光加工304不銹鋼掩膜的制作工藝。隨后通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了該磨料混合射流加工的基本參數(shù)以及掩膜幾何尺寸對(duì)結(jié)霜區(qū)域、溝槽寬度和溝槽深度的影響。最后掩模和工件之間的蠟層能有效阻止顆粒進(jìn)入縫隙產(chǎn)生雜散腐蝕,結(jié)霜區(qū)比用夾緊面罩加工的溝槽要窄很多。3、選擇常見(jiàn)的密封端面材料硬質(zhì)合金(YG6),在其表面進(jìn)行微流道的加工,探索了噴嘴移動(dòng)速度、噴嘴進(jìn)給量、射流目標(biāo)距離、供氣壓力、微磨料質(zhì)量分?jǐn)?shù)和噴射角度等工藝參數(shù)對(duì)微溝槽加工效果的影響,著重在射流角度的基礎(chǔ)上分析了其加工機(jī)理,并在小角度侵蝕條件下加工出了高質(zhì)量底面的微溝槽。
【圖文】：

基于氣液固混合的磨料射流加工系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究強(qiáng)的耐磨性，能有自潤(rùn)作用，是從使用壽命上考慮的第一學(xué)相容性，根據(jù)密封介質(zhì)的化學(xué)特性選擇耐介質(zhì)腐蝕的端，不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)度破壞和變形；性和導(dǎo)熱性，避免熱沖擊和熱疲勞帶來(lái)的不利影響，把摩，材料組織緊密、孔隙率小，介質(zhì)在壓力下不會(huì)滲漏；，材料使用成本低。

基于氣液固混合的磨料射流加工系統(tǒng)及實(shí)驗(yàn)研究術(shù)密封中常見(jiàn)的氣膜密封也稱干氣密封，利用表面改性技術(shù)在密在旋轉(zhuǎn)軸用機(jī)械密封中被廣泛應(yīng)用[13-15]。其基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)與普通是在密封端面上加工有流體動(dòng)壓螺旋槽，使兩相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面被觸運(yùn)行狀態(tài)，，以此來(lái)減小摩擦磨損和提高使用壽命。具體工作環(huán)端面的高壓側(cè)，加工有收斂狀的流體動(dòng)壓螺旋槽；當(dāng)動(dòng)環(huán)高側(cè)吸入高壓氣體，從而產(chǎn)生流體動(dòng)壓效應(yīng)和流體靜壓效應(yīng)，在的薄膜。此外，密封間隙內(nèi)的氣膜將低壓側(cè)密封介質(zhì)的泄漏通的泄漏與逸出。此摩擦副的使用壽命大大延長(zhǎng)、能穩(wěn)定運(yùn)行；零逸出。目前工業(yè)設(shè)備中常用的氣膜密封動(dòng)壓槽槽型主要有螺直線溝槽。如圖 1.3 所示，螺旋槽型由于其良好的流體動(dòng)壓效高氣膜剛度，被廣泛應(yīng)用在各密封設(shè)備中[16]。
【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】：2019
【分類號(hào)】：TH136;TG664

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