發(fā)布時間：2021-04-17 12:47

　　火箭發(fā)動機渦輪泵機械密封是一類典型的高參數機械密封,在高速、高壓等極端工況下工作,其設計研究較普通機械密封更為重要。為解決渦輪泵機械密封結構設計與制造工藝相互分離的問題,提出了結構與工藝的一體化設計方法。該方法基于公理化設計理論,以結構設計和工藝實現(xiàn)為功能需求,對渦輪泵機械密封的研制過程進行功能分解,獲得了結構工藝的一體化設計流程。以某火箭發(fā)動機渦輪泵機械密封靜環(huán)的設計為例,對一體化設計流程進行了驗證,并重點分析了靜環(huán)石墨的選型及其與基體材料的相容性問題。該研究有助于提高機械密封的設計水平,還可為其他高參數機械產品的研制提供參考。 

【文章來源】：機械設計與研究. 2020,36(04)北大核心CSCD

【文章頁數】：6 頁

【部分圖文】：

火箭發(fā)動機及波紋管

運用公理化設計方法進行設計時,域是最基本和最重要的慨念,橫穿整個設計過程。域的數目為四個,由用戶域、功能域、結構域和工藝域組成。其中用戶域表示使用產品的用戶對所設計產品屬性的期望,用{CN}表示;功能域表示滿足用戶需求的產品設計方案中要實現(xiàn)的一系列功能要求的集合,用{FR}表示;結構域表示產品設計方案中滿足功能域{FR}中功能需求設計參數的集合,用{DP}表示;工藝域表示產品設計方案中與零部件加工有關的工藝變量的集合,用{PV}表示。對于高參數機械密封的公理化設計,得到的四個域如圖2所示。2 結構和工藝的一體化流程

利用節(jié)點特性,模塊連接結構獲得了機械密封結構和制備工藝的一體化設計流程,如圖3所示,其中的核心設計環(huán)節(jié)是結構設計和制造工藝設計。一體化設計流程共分為6個子模塊(M),M1為滿足特定工況使用的機械密封的結構設計模塊;M2、M3、M4組成了機械密封制造模塊,包括模擬加工、石墨制備、零件加工等方面;M5、M6組成了驗證模塊,包括尺寸誤差的檢測和性能檢測等方面。設計流程圖中的S表示設計流程中設計模塊間的關系是無耦合的,在設計時不考慮先后順序;C表示設計模型中設計模塊間的關系是耦合的,需先進行解耦,在設計時要考慮先后順序。3 機械密封的一體化設計實例

【參考文獻】：
期刊論文
[1]論設計科學[J]. 謝友柏.  上海交通大學學報. 2019(07)
[2]基于多源知識的立式軸系水潤滑推力軸承設計分析[J]. 王建磊,王棟平,賈謙,陳潤霖,崔亞輝.  機械設計與研究. 2018(03)
[3]液氧泵用動靜壓混合式密封關鍵技術研究[J]. 趙偉剛,張樹強,陳杰,王良.  潤滑與密封. 2017(01)
[4]考慮多源信息耦合的高速渦輪泵轉子動力學公理化設計方法[J]. 張國淵,趙偉剛,閆秀天,衛(wèi)軍朝,陳垚.  機械工程學報. 2015(05)
[5]液體火箭發(fā)動機渦輪泵用機械密封溫度場及熱載變形研究[J]. 張樹強,王良,趙偉剛.  火箭推進. 2014(05)
[6]支持知識服務的氣缸潤滑油摩擦學測試單元的構建及應用[J]. 賈謙,許吉敏,董光能,袁小陽.  機械設計與研究. 2013(05)
[7]不同排布方向性橢圓孔液體潤滑機械密封性能的研究[J]. 彭旭東,佘寶瑛,孟祥鎧,李紀云.  摩擦學學報. 2013(05)
[8]快變升速過程的端面密封性能試驗研究[J]. 王建磊,賈謙,張國淵,奚延輝,袁小陽.  潤滑與密封. 2013(08)
[9]SiC機械密封環(huán)表面微織構激光加工工藝[J]. 符永宏,王祖權,紀敬虎,楊東燕,符昊.  排灌機械工程學報. 2012(02)
[10]渦輪泵端面密封性能與漏氣量影響研究[J]. 白東安,段增斌,張翠儒.  火箭推進. 2010(01)



本文編號：3143480