隨著海洋開發(fā)活動的深入,深海電機作為水下設(shè)備的核心部件而得到廣泛應(yīng)用。深海電機的密封是普通電機用于深海需要解決的關(guān)鍵性問題,尤其是旋轉(zhuǎn)軸的動密封,其性能的好壞直接影響到電機能否正常工作。根據(jù)電機工作水深范圍的不同,本文將深海電機旋轉(zhuǎn)動密封分為兩類:承壓型旋轉(zhuǎn)動密封和壓力補償型旋轉(zhuǎn)動密封。 本文首先對用于承壓型旋轉(zhuǎn)動密封的機械密封性能進行了分析。利用ANSYS對密封環(huán)進行建模,分析了在軸向力和徑向力作用下端面接觸壓力與密封環(huán)參數(shù)的關(guān)系,得出了接觸壓力隨載荷系數(shù)、彈簧壓力及介質(zhì)壓力增大而增大,其中介質(zhì)壓力的影響最明顯。但介質(zhì)壓力為外界因素,因此在滿足密封性能的條件下,盡量選取較小的載荷系數(shù)和彈簧壓力。端面寬度的增大引起接觸壓力的減小,因此可適當(dāng)增加端面的寬度。 壓力補償型旋轉(zhuǎn)動密封由于密封壓力差小,可以利用O形密封圈及唇封等,關(guān)鍵的問題在于海水的巨大壓力對它們的密封性能有什么具體影響。通過對O形密封圈的模擬計算,得出了海水壓力對密封圈接觸壓力影響很小,其大小和分布與過盈量及密封介質(zhì)壓力差有關(guān),并提出了在深海中使用時的設(shè)計要點。 對深海設(shè)備的模擬測試研究非常重要。本文設(shè)計了高壓試驗艙以及相應(yīng)...

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 深海電機發(fā)展概述
    1.2 水下環(huán)境壓力對深海電機的影響
    1.3 深海電機密封的類型及研究現(xiàn)狀
        1.3.1 承壓型旋轉(zhuǎn)動密封的研究現(xiàn)狀
        1.3.2 壓力補償型旋轉(zhuǎn)動密封的研究現(xiàn)狀
    1.4 非線性問題的有限元方法及ANSYS介紹
    1.5 本論文的主要研究內(nèi)容及意義
第2章 承壓型機械密封性能分析
    2.1 理論基礎(chǔ)
        2.1.1 深海環(huán)境下機械密封的工作原理
        2.1.2 機械密封端面主要參數(shù)
    2.2 機械密封端面密封環(huán)有限元模型的建立
        2.2.1 分析條件假設(shè)
        2.2.2 設(shè)置單元類型和實常數(shù)
        2.2.3 幾何模型的建立和網(wǎng)格劃分
        2.2.4 接觸對的建立及約束和載荷的施加
    2.3 有限元模擬結(jié)果分析
        2.3.1 載荷系數(shù)對端面接觸壓力大小及分布的影響
        2.3.2 端面寬度對端面接觸壓力大小及分布的影響
        2.3.3 彈簧壓力對端面接觸壓力大小及分布的影響
        2.3.4 介質(zhì)壓力對端面接觸壓力大小及分布的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 壓力補償型密封性能分析
    3.1 O形密封圈的旋轉(zhuǎn)動密封原理
    3.2 O形密封圈有限元分析理論基礎(chǔ)
        3.2.1 橡膠材料的本構(gòu)關(guān)系
        3.2.2 有限元模型的接觸問題
    3.3 O形圈密封性能有限元分析
        3.3.1 O形密封圈的有限元模型
        3.3.2 接觸對的建立以及約束和載荷的施加
        3.3.3 計算結(jié)果分析
    3.4 旋轉(zhuǎn)密封準(zhǔn)則
    3.5 深海電機的壓力補償方式及補償體積的計算
        3.5.1 補償方式對電機密封的影響
        3.5.2 補償體積的計算
    3.6 本章小結(jié)
第4章 模擬深海環(huán)境耐壓艙旋轉(zhuǎn)密封性能分析
    4.1 概述
    4.2 旋轉(zhuǎn)唇形密封初步設(shè)計
    4.3 旋轉(zhuǎn)唇形密封有限元模型的建立
        4.3.1 基本假設(shè)
        4.3.2 材料模型
        4.3.3 單位網(wǎng)格劃分及有限元模型
        4.3.4 邊界條件及加載方法
    4.4 計算結(jié)果分析
    4.5 試驗現(xiàn)象與結(jié)果分析
        4.5.1 試驗條件及方法
        4.5.2 試驗現(xiàn)象與結(jié)果分析
        4.5.3 對唇形密封的改進
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論及展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文



本文編號：3818532