本文關(guān)鍵詞：迷宮密封技術(shù)數(shù)值仿真及試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：傳動(dòng)裝置作為重要傳遞部件,被廣泛應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域中。其密封結(jié)構(gòu)多采用的是自緊油封密封,在使用過(guò)程中,由于高速旋轉(zhuǎn)存在擺差,油封中的油唇磨損嚴(yán)重,易出現(xiàn)潤(rùn)滑油外漏的現(xiàn)象。潤(rùn)滑油的泄漏或被雜質(zhì)所污染,使裝置內(nèi)的軸承和齒輪因缺油或潤(rùn)滑油使用性能降低而損壞。為保證正常工作,油封密封經(jīng)常需要更換,并且更換時(shí)需停機(jī)拆卸,較復(fù)雜,大量耗費(fèi)人力物力。為保證高效工作,需改進(jìn)密封結(jié)構(gòu),在該部分采用非接觸式的迷宮密封,能減少磨損,降低運(yùn)行和維護(hù)成本。故非接觸式的迷宮密封適用于不宜采用自緊油封密封的特殊場(chǎng)合。然而,迷宮密封的轉(zhuǎn)子與靜止部件之間如若匹配不合理,會(huì)損傷密封件,增加泄漏量,導(dǎo)致更嚴(yán)重的損失。因此深入研究迷宮密封機(jī)理,合理設(shè)計(jì)迷宮密封結(jié)構(gòu),對(duì)于減少泄漏量實(shí)現(xiàn)密封來(lái)說(shuō)非常重要。本文以輪邊減速器迷宮密封為研究對(duì)象,采用Egli、Kearton、Vermes和迭代計(jì)算法這四種迷宮密封泄漏量計(jì)算方法,計(jì)算輪邊減速器迷宮密封的泄漏量。另外,采用數(shù)值分析方法對(duì)迷宮密封的泄漏量進(jìn)行分析。通過(guò)分析迷宮密封的流場(chǎng)分析方法,建立錯(cuò)列式迷宮通道的三維模型。在ANSYS軟件建模、使用ICEM-CFD模塊劃分網(wǎng)格和設(shè)置邊界條件,運(yùn)用流體分析模塊Fluent對(duì)迷宮空腔中的流場(chǎng)和泄漏特性進(jìn)行研究。通過(guò)單一變量法進(jìn)行數(shù)值模擬,得出溫度、進(jìn)出口壓比、潤(rùn)滑油粘度、轉(zhuǎn)速和迷宮幾何尺寸等因素對(duì)迷宮密封泄漏量的影響。研究表明:泄漏量隨著潤(rùn)滑油粘度的減小而增大;與壓比成正比,而受轉(zhuǎn)速的影響非常小;隨著間隙的增加而增加;在一定范圍內(nèi)增大空腔深度能有效減小泄漏量,而隨著空腔寬度在一定范圍內(nèi)增大泄漏量幾乎沒(méi)有影響,如繼續(xù)擴(kuò)大空腔深度或?qū)挾?都會(huì)導(dǎo)致泄漏量增大,且存在一個(gè)最佳深寬比值。此外,為了驗(yàn)證數(shù)值分析的準(zhǔn)確性,搭建了一套可以模擬輪邊減速器工作狀態(tài)下的試驗(yàn)臺(tái)。在不同轉(zhuǎn)速、密封齒間隙和潤(rùn)滑油高度等條件下,對(duì)迷宮密封進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)驗(yàn)證,將理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)合起來(lái),分析一系列不同條件狀態(tài)下的泄漏量,觀察和記錄數(shù)據(jù),驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算方法的可行性和所設(shè)計(jì)的迷宮密封結(jié)構(gòu)的合理性。為迷宮密封方面的設(shè)計(jì)提供了參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：油封 迷宮密封 泄漏量 數(shù)值分析 流場(chǎng)
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 課題的研究背景和意義10-11
• 1.2 迷宮密封簡(jiǎn)介11-13
• 1.2.1 齒輪箱密封的特點(diǎn)11-12
• 1.2.2 迷宮密封結(jié)構(gòu)型式12-13
• 1.2.3 迷宮密封工作原理13
• 1.3 研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 迷宮密封的應(yīng)用14-15
• 1.3.2 迷宮密封的研究方法15
• 1.3.3 迷宮密封內(nèi)部流場(chǎng)及其影響因素15-16
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容16-18
• 第2章 迷宮密封泄漏量的計(jì)算18-31
• 2.1 計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)介18-23
• 2.1.1 流體的物理特性18-20
• 2.1.2 流體運(yùn)動(dòng)的基本概念20-21
• 2.1.3 流體力學(xué)控制方程21-23
• 2.2 密封間隙中的流體流動(dòng)23-25
• 2.3 迷宮密封泄漏量的一般計(jì)算方法25-27
• 2.3.1 Egli計(jì)算方法25-26
• 2.3.2 Kearton計(jì)算方法26-27
• 2.3.3 Vermes計(jì)算方法27
• 2.4 迷宮密封泄漏量的迭代計(jì)算法27-30
• 2.4.1 數(shù)學(xué)模型27-28
• 2.4.2 數(shù)學(xué)模型的簡(jiǎn)化28-29
• 2.4.3 迭代計(jì)算過(guò)程29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 迷宮密封的流場(chǎng)計(jì)算模型31-37
• 3.1 幾何模型與流場(chǎng)計(jì)算模型的確定31-32
• 3.1.1 幾何模型的確定31-32
• 3.1.2 流場(chǎng)計(jì)算模型的確定32
• 3.2 湍流模型32-33
• 3.3 數(shù)值模擬計(jì)算方法33-36
• 3.3.1 網(wǎng)格劃分33-34
• 3.3.2 FLUENT簡(jiǎn)介34-36
• 3.3.3 邊界條件及收斂條件的設(shè)置36
• 3.4 本章小結(jié)36-37
• 第4章 迷宮密封的三維流場(chǎng)分析37-59
• 4.1 迷宮密封的數(shù)值仿真37-41
• 4.1.1 計(jì)算模型的建立37-38
• 4.1.2 理論計(jì)算和數(shù)值模擬對(duì)比38-39
• 4.1.3 數(shù)值模擬及結(jié)果分析方法39-41
• 4.2 潤(rùn)滑油粘度和溫度對(duì)泄漏量的影響41-43
• 4.2.1 計(jì)算模型41-42
• 4.2.2 模擬結(jié)果及分析42-43
• 4.3 壓比和轉(zhuǎn)速對(duì)泄漏量的影響43-44
• 4.3.1 計(jì)算模型43
• 4.3.2 模擬結(jié)果及分析43-44
• 4.4 迷宮密封間隙對(duì)泄漏量的影響44-46
• 4.4.1 計(jì)算模型44-45
• 4.4.2 模擬結(jié)果及分析45-46
• 4.5 密封腔深度對(duì)泄漏量的影響46-51
• 4.5.1 計(jì)算模型47
• 4.5.2 模擬結(jié)果及分析47-51
• 4.6 密封腔寬度對(duì)泄漏量的影響51-55
• 4.6.1 計(jì)算模型51-52
• 4.6.2 模擬結(jié)果及分析52-55
• 4.7 密封腔深寬比對(duì)泄漏量的影響55-58
• 4.7.1 計(jì)算模型55-56
• 4.7.2 模擬結(jié)果及分析56-58
• 4.8 本章小結(jié)58-59
• 第5章 迷宮密封設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證59-69
• 5.1 迷宮密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)59-60
• 5.2 迷宮密封實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)60-63
• 5.2.1 試驗(yàn)臺(tái)擬完成的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容60
• 5.2.2 實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)述60-63
• 5.3 試驗(yàn)驗(yàn)證分析63-68
• 5.3.1 潤(rùn)滑油液面高度對(duì)泄漏量的影響63-66
• 5.3.2 轉(zhuǎn)速對(duì)泄漏量的影響66-67
• 5.3.3 迷宮密封間隙對(duì)泄漏量的影響67-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 總結(jié)與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-74
• 致謝74-75
• 讀碩士期間所發(fā)表的論文與參與的科研項(xiàng)目75

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