本文關(guān)鍵詞：V型填料密封的力學(xué)分析及潤(rùn)滑性能研究

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【摘要】：V型填料密封廣泛應(yīng)用于化工、制藥、食品、冶金等很多行業(yè)的機(jī)械設(shè)備中,是一種常見的密封形式。V型填料密封的性能很大程度上與密封系統(tǒng)的受力和滑動(dòng)面的潤(rùn)滑性能有關(guān)。本文以V型密封圈為研究對(duì)象,從理論力學(xué)模型構(gòu)建、有限元仿真、潤(rùn)滑數(shù)值模擬、試驗(yàn)研究等幾個(gè)方面開展了系統(tǒng)研究。 本文的研究?jī)?nèi)容和成果包括：運(yùn)用彈性力學(xué)的有關(guān)理論,建立填料在受壓安裝過程中的受力分布和變形分布的計(jì)算模型；針對(duì)一個(gè)具體的V型填料密封,針對(duì)無過盈量、僅內(nèi)接觸面過盈、僅外接觸面過盈、內(nèi)外接觸面均過盈四種情況進(jìn)行了分析；利用ANSYS軟件對(duì)填料密封軸向向受壓過程進(jìn)行有限元分析,并與理論力學(xué)模型得到軸向位移分布曲線和徑向接觸應(yīng)力分布進(jìn)行了對(duì)比,證明了理論計(jì)算和有限元分析的正確性；模擬得到不同過盈量下密封圈Von Mises應(yīng)力、軸向位移,接觸壓力的分布圖,分析了過盈量對(duì)密封圈應(yīng)力應(yīng)變的影響；模擬了軸和密封圈工作表面的三維粗糙表面,利用MATLAB進(jìn)行編程,計(jì)算出V型密封面在工作過程形成的流體動(dòng)壓油膜壓力分布、油膜厚度分布、承載力、摩擦力、摩擦發(fā)熱量以及泄漏量；詳細(xì)研究了外載荷和軸轉(zhuǎn)速填料密封流體油膜承載力、摩擦力、發(fā)熱量和泄漏量的影響規(guī)律,并進(jìn)行了分析：設(shè)計(jì)了一個(gè)具體的填料密封試驗(yàn)裝置,試驗(yàn)研究了軸向壓縮量、轉(zhuǎn)速、介質(zhì)壓力對(duì)填料密封摩擦力、溫度和泄漏量的影響,在一定程度上證明了理論研究的正確性。 本文的研究成果,可為V型密封圈的應(yīng)用和進(jìn)一步研究提供理論借鑒。
【關(guān)鍵詞】：填料密封 力學(xué)性能 有限元分析 數(shù)值模擬 潤(rùn)滑性能
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TH136
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題背景10
• 1.2 填料密封國(guó)內(nèi)外研究概況10-17
• 1.2.1 填料密封發(fā)展進(jìn)程10-11
• 1.2.2 填料密封的基本原理11-12
• 1.2.3 密封機(jī)理研究12
• 1.2.4 填料密封的力學(xué)研究12-14
• 1.2.5 填料幾何結(jié)構(gòu)的研究14
• 1.2.6 填料密封材料研究14-15
• 1.2.7 填料密封數(shù)值模擬研究15-16
• 1.2.8 填料密封性能試驗(yàn)研究16-17
• 1.3 文獻(xiàn)綜述小結(jié)17
• 1.4 研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.5 技術(shù)路線18-19
• 第2章 V型填料密封力學(xué)分析19-39
• 2.1 V型填料密封的結(jié)構(gòu)及密封機(jī)理19
• 2.2 V型填料密封的力學(xué)分析基礎(chǔ)19-21
• 2.2.1 軸對(duì)稱問題基本方程19-21
• 2.2.2 圓筒受均布?jí)毫?/span>21
• 2.3 不考慮摩擦力時(shí)密封圈壓緊過程受力分析21-27
• 2.3.1 力學(xué)模型構(gòu)建21-24
• 2.3.2 算例分析24-27
• 2.4 考慮摩擦力時(shí)密封圈壓緊過程受力分析27-38
• 2.4.1 力學(xué)模型的構(gòu)建27-33
• 2.4.2 算例分析33-38
• 2.5 本章小結(jié)38-39
• 第3章 V型填料密封圈有限元分析39-46
• 3.1 建立有限元模型39
• 3.2 計(jì)算結(jié)果與分析39-45
• 3.2.1 內(nèi)外接觸面均無過盈39-41
• 3.2.2 內(nèi)接觸面過盈,外接觸面無過盈41-42
• 3.2.3 內(nèi)接觸面無過盈,外接觸面過盈42-44
• 3.2.4 內(nèi)外接觸面均過盈44-45
• 3.3 本章小結(jié)45-46
• 第4章 V型填料密封圈表面構(gòu)造及潤(rùn)滑理論46-52
• 4.1 密封圈表面的三維模擬46-49
• 4.1.1 基本理論46-47
• 4.1.2 模擬過程47
• 4.1.3 模擬結(jié)果47-49
• 4.2 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)49-50
• 4.2.1 潤(rùn)滑油膜的形成原理49-50
• 4.2.2 密封圈流體潤(rùn)滑形成原理50
• 4.3 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的雷諾方程50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第5章 V型密封圈流體動(dòng)壓潤(rùn)滑數(shù)值模擬52-65
• 5.1 二維雷諾方程無量綱化52
• 5.2 差分法求解二維雷諾方程52-55
• 5.2.1 求解區(qū)域離散化52-53
• 5.2.2 偏微分方程的離散化53-54
• 5.2.3 逐點(diǎn)松弛迭代54-55
• 5.2.4 Reynolds邊界條件的引入55
• 5.3 數(shù)值求解流程55-56
• 5.4 密封圈工作面流體動(dòng)壓潤(rùn)滑性能計(jì)算56-59
• 5.4.1 密封圈工作表面流體膜承載能力的計(jì)算56-57
• 5.4.2 密封圈工作表面流體摩擦力的計(jì)算57
• 5.4.3 密封圈工作表面流體摩擦發(fā)熱量的計(jì)算57
• 5.4.4 密封圈工作表面泄漏量的計(jì)算57-59
• 5.5 實(shí)例計(jì)算59-60
• 5.6 外載荷對(duì)潤(rùn)滑性能的影響60-62
• 5.7 轉(zhuǎn)速對(duì)潤(rùn)滑性能的影響62-64
• 5.8 本章小結(jié)64-65
• 第6章 V型填料密封性能試驗(yàn)研究65-72
• 6.1 試驗(yàn)裝置65-67
• 6.2 試驗(yàn)條件67
• 6.3 試驗(yàn)步驟67
• 6.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析67-71
• 6.4.1 轉(zhuǎn)速、軸向壓縮量對(duì)密封系統(tǒng)摩擦力的影響67-69
• 6.4.2 轉(zhuǎn)速、軸向壓縮量對(duì)密封系統(tǒng)溫升的影響69-70
• 6.4.3 介質(zhì)壓力對(duì)密封系統(tǒng)泄漏量的影響70-71
• 6.5 本章小結(jié)71-72
• 第7章 研究總結(jié)與展望72-74
• 7.1 研究總結(jié)72-73
• 7.2 研究展望73-74
• 參考文獻(xiàn)74-77
• 致謝77-78
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：540860