本文主要目的是在高速高壓條件下,對漲圈密封的摩擦與磨損機理進行研究,從而為后期選材建立理論基礎(chǔ)。為此,本文將對不同材料的漲圈密封環(huán)進行溫度場、應(yīng)力場耦合有限元模擬,并通過實驗對比其在高速高壓下的性能;分析各種漲圈材料的穩(wěn)態(tài)溫度場、瞬態(tài)溫度場以及應(yīng)力場對摩擦與磨損機理的影響,從而針對如何選取適用于高速高壓條件下的旋轉(zhuǎn)密封的材料給出進一步的建議。 本文進行了如下工作: 1.通過大量的資料搜集,最終選定CrMoCu合金鑄鐵材料和石墨浸漬銻合金材料254D材料作為漲圈密封環(huán)材料進行后面的有限元模擬分析。 2.對漲圈密封環(huán)進行瞬態(tài)溫度場仿真。通過ANSYS求解運算,得出不同摩擦狀態(tài)下不同材料漲圈密封環(huán)工作時的瞬態(tài)溫度場分布,以及漲圈密封環(huán)由啟動達到穩(wěn)態(tài)時,摩擦端面溫度隨時間變化規(guī)律曲線。 3.進行了漲圈密封環(huán)的穩(wěn)態(tài)溫度場和應(yīng)力場的耦合有限元模擬。在瞬態(tài)溫度場的有限元模型基礎(chǔ)上,對不同摩擦狀態(tài)下不同材料的漲圈密封環(huán)進行穩(wěn)態(tài)溫度場以及熱應(yīng)力的仿真分析。 4.通過實驗對比分析仿真所得數(shù)據(jù),對漲圈密封溫度場和應(yīng)力場在高速高壓條件下對摩擦磨損機理影響進行討論,并結(jié)合討論結(jié)果給出高速高壓條件下選材建議。 綜上所述,通過對不同漲圈密封材料的實驗分析以及有限元模型的建立,為高速高壓條件下的漲圈密封的磨損機理初步建立理論基礎(chǔ)。對瞬態(tài)、穩(wěn)態(tài)溫度場和熱應(yīng)力場的分析并結(jié)合實驗數(shù)據(jù)可以得出以下結(jié)論:高速高壓條件下漲圈密封環(huán)在摩擦面將產(chǎn)生大量的熱,因此應(yīng)盡可能減小密封元件的摩擦系數(shù),從而減小發(fā)熱量。在選材過程中,高導(dǎo)熱系數(shù)是選材首要考慮因素,同時應(yīng)考慮到材料的允許使用溫度,從而達到良好的密封效果。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH136

【引證文獻】

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1 徐美玲;高強度截齒鋼組織與性能的研究[D];西安工業(yè)大學(xué);2012年

本文編號：2807963