【摘要】：為了防止海水進入魚雷內(nèi)損毀雷內(nèi)結(jié)構(gòu),以保障魚雷能完成戰(zhàn)斗使命,魚雷的尾軸密封作為一種高背壓動密封起到重要作用。魚雷尾部結(jié)構(gòu)設(shè)計空間受限,尾軸密封設(shè)計難度較大,目前,國內(nèi)80%~90%的密封技術(shù)采用機械密封,而針對摩擦副端面粗糙度、彈簧比壓、端面寬度、背壓、轉(zhuǎn)速等因素對魚雷尾軸密封性能影響的分析,國內(nèi)在該方面的分析工作開展較少。機械密封性能與密封端面形貌密切相關(guān),考慮到端面形貌具有自仿性、自相似性,本文在分形維數(shù)的分形理論基礎(chǔ)上,比較粗糙度與分形維數(shù)表征密封端面形貌的區(qū)別,并運用結(jié)構(gòu)函數(shù)法計算不同粗糙度與分形維數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系;針對尾軸密封為混合摩擦狀態(tài),用Navier-Stokes方程求得密封端面的泄漏速度;同時,運用分形理論中的M-B模型,分析得到在不同工況下,尾軸密封端面的真實接觸面積以及空穴分布面積;最終建立了基于分形理論的尾軸機械密封泄漏模型。最后,考慮到尾軸軸系的跳動及密封端面磨損因素,對泄漏模型進行修正,并通過尾軸機械密封基本性能試驗對模型進行了驗證。根據(jù)建立的模型,對影響尾軸機械密封泄漏率的分形維數(shù)、彈簧比壓、背壓等因素進行分析,獲得了滿足使用要求時,各參數(shù)的取值范圍。同時,針對魚雷特定的航行工況,運用遺傳算法對分形維數(shù)、彈簧比壓、密封端面寬度等設(shè)計參數(shù)進行優(yōu)化,為進一步的工程設(shè)計提供一定的建議。本文通過調(diào)整影響尾軸密封性能的參數(shù),設(shè)計了不同零件并依次進行了試驗,驗證了各參數(shù)對密封性能的影響。最后,通過對比實航數(shù)據(jù)與理論分析結(jié)果,得出本文建立的模型在實際工程中有一定的應(yīng)用價值。
【學位授予單位】：中國艦船研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TJ630.3

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