【摘要】：隨著密封設(shè)備的更新?lián)Q代,干氣密封的普及率越來(lái)越高,在石化領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。干氣密封實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)機(jī)械密封所不能的非接觸運(yùn)行,具有泄漏少、磨損小、運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn),但在干氣密封啟停階段,由于動(dòng)環(huán)產(chǎn)生的氣膜壓力不足,密封環(huán)會(huì)不可避免的發(fā)生干摩擦,引起摩擦磨損、振動(dòng)噪聲甚至材料剝落等問(wèn)題,嚴(yán)重縮短密封使用壽命。本文對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的雙端面干氣密封結(jié)構(gòu)建立三維模型,應(yīng)用Hypermesh對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分,基于A(yíng)baqus對(duì)密封環(huán)干摩擦進(jìn)行瞬時(shí)動(dòng)態(tài)分析,探討槽、槽深、槽型、材料、摩擦系數(shù)等因素對(duì)摩擦振動(dòng)量級(jí)等特性的影響。研究中發(fā)現(xiàn),在模擬的實(shí)際密封腔壓力下,動(dòng)環(huán)帶有槽的摩擦副振動(dòng)幅度要明顯小于無(wú)槽情況,這是由于接觸壓力分布差異性造成的;槽深對(duì)摩擦振動(dòng)的影響不大;雙碳化硅密封環(huán)配對(duì)優(yōu)于石墨—碳化硅配對(duì);當(dāng)摩擦系數(shù)減小時(shí),系統(tǒng)產(chǎn)生的摩擦振動(dòng)會(huì)有明顯的降低;相同工況下,T型槽動(dòng)環(huán)的摩擦副較經(jīng)典螺旋槽摩擦副表現(xiàn)出更好的摩擦性能。為實(shí)現(xiàn)抑振目的設(shè)計(jì)瓦狀、豎條紋、菱形溝槽型仿生織構(gòu),在平板—滑塊模型上對(duì)不同織構(gòu)表面振動(dòng)特性進(jìn)行模擬計(jì)算,其中菱形織構(gòu)振動(dòng)情況最為穩(wěn)定。針對(duì)菱形織構(gòu)大小進(jìn)行二次優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)菱形區(qū)域越大所表現(xiàn)的摩擦振動(dòng)均方根值越小,有利于系統(tǒng)運(yùn)行。再次對(duì)菱形角度進(jìn)行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)70°溝槽減振效果最佳,將其連續(xù)設(shè)置在靜環(huán)不同位置進(jìn)行計(jì)算,其中設(shè)置在靜環(huán)內(nèi)環(huán)(對(duì)應(yīng)動(dòng)環(huán)壩區(qū))的摩擦副得到了良好的減振效果。本論文首次對(duì)干氣密封啟停階段干摩擦運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了有限元瞬態(tài)分析,探討了不同結(jié)構(gòu)、參數(shù)影響下密封系統(tǒng)摩擦振動(dòng)特性。所設(shè)計(jì)的穿山甲仿生織構(gòu)達(dá)到抑振目的,仿真結(jié)果為今后試驗(yàn)及工程應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
【圖文】：

Thomas.S 介紹了摩擦振動(dòng)現(xiàn)象的存在以來(lái)，后續(xù)大行了深入的研究，為揭示摩擦振動(dòng)原理做出了不可磨試驗(yàn)性學(xué)科，試驗(yàn)難度較大且可重復(fù)性無(wú)法保證，主較大的隨機(jī)性和不確定性，，研究人員會(huì)受此干擾無(wú)法時(shí)發(fā)現(xiàn)光滑的摩擦表面有時(shí)會(huì)比粗糙表面更容易產(chǎn)劃痕、磨粒也會(huì)對(duì)摩擦振動(dòng)造成較大影響[1]。過(guò)去幾產(chǎn)生摩擦振動(dòng)的機(jī)理不下十余種，但是由于其復(fù)雜性解釋其產(chǎn)生原因。到目前為止，能被學(xué)界廣泛接受的機(jī)動(dòng)機(jī)理、模態(tài)耦合機(jī)理、摩擦系數(shù)—相對(duì)滑動(dòng)速度負(fù)及“熱點(diǎn)”理論等。下面就這幾種理論做簡(jiǎn)單介紹�！瑒�(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)理動(dòng)運(yùn)動(dòng)理論是最早被提出來(lái)的摩擦振動(dòng)產(chǎn)生機(jī)理[2]。有某種彈性自由的時(shí)候，該表面的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出不連續(xù)稱(chēng)之為粘著—滑動(dòng)運(yùn)動(dòng)。圖 1.1 為該機(jī)理單自由度運(yùn)

碩士學(xué)位論文系數(shù)—相對(duì)滑動(dòng)速度負(fù)斜率機(jī)理—相對(duì)滑動(dòng)速度負(fù)斜率機(jī)理一般可以認(rèn)為是粘著—滑大量應(yīng)用于非線(xiàn)性理論分析中。一般來(lái)講，發(fā)生在相象都可用該機(jī)理進(jìn)行解釋。但是此機(jī)理不能解釋例如對(duì)滑動(dòng)系統(tǒng)往往易發(fā)生振動(dòng)噪聲現(xiàn)象。有時(shí)摩擦系數(shù)發(fā)生不穩(wěn)定振動(dòng)，該機(jī)理亦存在一定的局限性[8]。下—相對(duì)滑動(dòng)速度負(fù)斜率理論引起的自激振動(dòng)，在這里，為更容易理解忽略系統(tǒng)的阻尼作用：力與相對(duì)速度 v 的非線(xiàn)性關(guān)系曲線(xiàn) φ(v)如圖 1.2 所示
【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】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TH136

【參考文獻(xiàn)】

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1 張立軍;吳軍;孟德建;;摩擦引起的模態(tài)耦合不穩(wěn)定性分析[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2015年21期

2 王鵬;倪紅堅(jiān);王瑞和;沈忠厚;李志娜;;基于微凸體接觸的鉆柱縱向振動(dòng)減摩阻[J];中國(guó)石油大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2015年01期

3 龐明;張立軍;孟德建;余卓平;;鼓式制動(dòng)器摩擦尖叫的復(fù)模態(tài)模型與影響因素研究[J];振動(dòng)與沖擊;2014年08期

4 陳光雄;錢(qián)韋吉;莫繼良;朱e

本文編號(hào)：2629560