【摘要】：深海推進(jìn)器等水下作業(yè)設(shè)備具有多方面性能指標(biāo),而旋轉(zhuǎn)軸密封對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性及安全性具有至關(guān)重要的作用。機(jī)械密封作為常用旋轉(zhuǎn)密封的一種形式,具有密封性能穩(wěn)定、壽命長等特點(diǎn),隨設(shè)備工作水深及航速的改變,機(jī)械密封環(huán)溫度場及端面變形受水壓、低溫等多種因素影響,存在復(fù)雜的熱-力耦合作用。此外,輔助密封圈內(nèi)部應(yīng)力及變形情況隨工況改變而改變,密封性能受初始條件因素影響較大。本文以深海推進(jìn)器等水下作業(yè)設(shè)備用機(jī)械密封為研究對(duì)象,對(duì)機(jī)械密封環(huán)溫度場、端面變形規(guī)律及輔助密封圈密封性能、微動(dòng)特性等進(jìn)行研究,探索海洋環(huán)境下機(jī)械密封端面變形控制方法,提高密封穩(wěn)定性。主要研究內(nèi)容如下:(1)建立機(jī)械密封環(huán)有限元模型,對(duì)機(jī)械密封環(huán)受力狀態(tài)分析;研究其端面受力變形規(guī)律及力變形后端面實(shí)際接觸狀態(tài)。(2)對(duì)機(jī)械密封環(huán)溫度場研究,針對(duì)深海推進(jìn)器等水下作業(yè)設(shè)備工作特點(diǎn),研究機(jī)械密封環(huán)在不同水深、不同航速下的溫度場及端面溫升規(guī)律;通過整體法與分離法兩種分析方法研究其端面熱變形及變形后端面實(shí)際接觸狀態(tài)。(3)采用間接耦合分析方法對(duì)穩(wěn)態(tài)工況下機(jī)械密封環(huán)端面熱-力耦合變形研究,將分析結(jié)果與力變形、熱變形結(jié)果比較,總結(jié)端面變形規(guī)律;采用直接耦合分析方法對(duì)瞬態(tài)工況下機(jī)械密封環(huán)溫度場分布規(guī)律研究。(4)基于機(jī)械密封環(huán)溫度場及端面變形的研究,提出幾種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案,旨在降低端面溫度,減小端面熱變形及邊緣應(yīng)力集中。(5)對(duì)輔助密封圈進(jìn)行非線性有限元分析,研究初始?jí)嚎s率、材料硬度以及介質(zhì)壓力對(duì)密封圈密封性能的影響,并對(duì)補(bǔ)償環(huán)與軸處密封圈的微動(dòng)特性進(jìn)行研究,研究微動(dòng)對(duì)密封圈的影響。
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：U664;P742;TH136
【圖文】：

亟待人類探索[1]。這些資源具有重要的經(jīng)濟(jì)和戰(zhàn)略價(jià)值，但多潛水器在下潛能力上無法達(dá)到要求，因此海洋環(huán)境的探索以及海洋水下裝備是解決以上難題的關(guān)鍵[2]。深海環(huán)境探索事業(yè)的發(fā)展要保證在深海環(huán)境中正常工作和操作人員的安全，而無論是保證設(shè)備正常工全，其關(guān)鍵技術(shù)之一在于“密封”。密封裝置運(yùn)行是否可靠關(guān)系到整，由密封失效造成的實(shí)際損失不可估量，并可能遠(yuǎn)超過零件本身和人密封意外失效或者泄漏量過大導(dǎo)致一個(gè)機(jī)器停機(jī)時(shí)，會(huì)影響到整個(gè)設(shè)行，尤其是像深海推進(jìn)器等水下作業(yè)設(shè)備，當(dāng)密封失效，設(shè)備必須立岸檢查，密封失效還可能造成嚴(yán)重的安全問題[3-5]�？傮w上說，密封與密封相關(guān)的生產(chǎn)設(shè)備造成巨大影響，因此密封可靠性也是人類實(shí)的關(guān)鍵因素之一。械密封作為旋轉(zhuǎn)機(jī)械中常用的一種密封形式，具有工作可靠、泄漏量使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，其主要依靠彈性元件對(duì)動(dòng)、靜環(huán)端面密封副的預(yù)與彈性元件壓力的壓緊而實(shí)現(xiàn)密封[6]。機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)和組成

摩擦和密封性能的關(guān)鍵部位，同時(shí)其接觸端面的命。靜環(huán)與殼體的輔助密封。動(dòng)環(huán)與旋轉(zhuǎn)軸處的輔助密封。此處可近似看為靜密封的范疇，對(duì)機(jī)械密封性能和動(dòng)環(huán)的追隨性有直殼體與殼體的輔助密封。等水下作業(yè)設(shè)備（如圖 1-2 所示），具有多方面的機(jī)械密封對(duì)這些性能指標(biāo)以及對(duì)設(shè)備的安全、可境具有壓力高、溫度低等特點(diǎn)，深度每增加100米受較高的介質(zhì)壓力，因此深海設(shè)備多采用壓力補(bǔ)程度減小密封難度。但由于壓力補(bǔ)償裝置存在誤動(dòng)且水下設(shè)備航速改變意味著軸轉(zhuǎn)速在不斷變化壽命存在極大考驗(yàn)。因此對(duì)深海環(huán)境下機(jī)械密封研

深海機(jī)械密封端面變形及輔助密封圈性能研究2 222 22 1e BA D DKA D D 課題所選用機(jī)械密封為內(nèi)流式機(jī)械密封，故上述計(jì)算公式皆以提，其外流式機(jī)械密封相關(guān)計(jì)算公式不再贅述。為清楚表達(dá)上，現(xiàn)繪制機(jī)械密封環(huán)與軸配合簡圖，如圖 2-1 所示：

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 左孝桐,張家犀;機(jī)械密封O型輔助密封圈摩擦力的研究[J];流體工程;1989年04期

2 馬智萌;蔡紀(jì)寧;張秋翔;李雙喜;張炎;;機(jī)械密封動(dòng)態(tài)O形輔助密封圈待機(jī)貯存性能的試驗(yàn)研究[J];潤滑與密封;2015年11期

3 桑園;張秋翔;蔡紀(jì)寧;李雙喜;;滑移式機(jī)械密封的動(dòng)態(tài)輔助密封圈性能研究[J];潤滑與密封;2006年12期

4 呂朝勇;;對(duì)機(jī)械密封補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中輔助密封圈動(dòng)態(tài)特性的研究[J];中國設(shè)備工程;2018年14期

5 揭亮;張秋翔;蔡紀(jì)寧;李雙喜;;新型輔助密封圈的有限元分析[J];潤滑與密封;2009年02期

6 劉星;費(fèi)冬冬;曹艷;;核主泵機(jī)械密封輔助密封圈受力摩擦性能仿真分析[J];現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備;2019年07期

7 劉建華;真空用機(jī)械密封探析[J];機(jī)械;1999年05期

8 閔飛;;關(guān)于外部動(dòng)環(huán)式機(jī)械密封的探討[J];中小企業(yè)管理與科技(下旬刊);2017年04期

9 趙維信;陳鳳榮;;離心泵機(jī)械密封失效的原因及解決方案[J];氯堿工業(yè);2009年02期

10 王輝;;淺析化工泵用機(jī)械密封O形輔助密封圈的性能[J];通用機(jī)械;2018年06期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 李龍;深海機(jī)械密封端面變形及輔助密封圈性能研究[D];青島科技大學(xué);2019年

2 康家明;高壓干氣密封用輔助密封圈性能研究[D];昆明理工大學(xué);2018年

3 桑園;干氣密封裝置動(dòng)態(tài)輔助密封圈性能研究[D];北京化工大學(xué);2007年

4 于煥光;機(jī)械密封補(bǔ)償機(jī)構(gòu)中輔助密封圈動(dòng)態(tài)特性研究[D];北京化工大學(xué);2012年

5 席喜林;干氣密封用C形密封圈力學(xué)性能與泄漏率的有限元分析[D];蘭州理工大學(xué);2017年

本文編號(hào)：2762274