本文關(guān)鍵詞：活塞式氣泵往復(fù)密封技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 干摩擦 低壓低速 雙三角組合密封圈 往復(fù)密封 有限元分析

【摘要】：低壓、低速、干摩擦是往復(fù)密封中應(yīng)用比較少的一種工作狀態(tài)。對(duì)于此種工況下的密封形式目前研究相對(duì)較少，缺乏成熟的理論基礎(chǔ)和可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本文根據(jù)空間站環(huán)控系統(tǒng)中活塞式氣泵的實(shí)際工況和工作要求，對(duì)活塞處的密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，力求在滿足密封要求的前提下，提高其使用壽命。 空間站用活塞式氣泵工作時(shí)，對(duì)活塞處的密封性能要求相對(duì)不高，但是考慮到密封設(shè)備更換的難度，，對(duì)密封系統(tǒng)的使用壽命要求很高。本文通過研究實(shí)驗(yàn)確定密封圈結(jié)構(gòu)為雙三角組合密封圈結(jié)構(gòu)，并配以工程上長(zhǎng)用的矩形溝槽。雙三角組合密封圈結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡(jiǎn)單、耐磨損、耐擠出、雙向密封，特別適用于輕型、小直徑、往復(fù)式動(dòng)密封。 根據(jù)設(shè)計(jì)確定的密封結(jié)構(gòu)建立三維模型。使用MSC.Patran與Nastran有限元仿真軟件對(duì)密封圈在不同壓縮率、不同氣體壓力下的變形與受力情況進(jìn)行了分析，得出了相應(yīng)情況下的范·米塞斯(Von Mises)應(yīng)力分布云圖，以及最大范·米塞斯應(yīng)力變化表；繪制了密封圈在不同壓縮率、不同氣體壓力情況下的接觸壓力曲線圖。從范·米塞斯應(yīng)力分布云圖可以看出：在0~0.25Mp范圍內(nèi)，隨著氣體壓力的增加，密封元件O形圈部分的最大范·米塞斯應(yīng)力變化不大，雙三角部分范·米塞斯應(yīng)力變化較大，峰值出現(xiàn)在主密封區(qū)邊界處；主密封區(qū)的接觸壓力相應(yīng)變大，最大接觸應(yīng)力的位置也發(fā)生變化，并始終滿足密封要求。 對(duì)不同配合副材料的活塞式氣泵在不同氣體壓力和不同壓縮率條件下進(jìn)行摩擦力對(duì)比實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明：隨著壓縮率的增加，摩擦力會(huì)相應(yīng)增加；在0～0.2Mp范圍內(nèi)，氣體壓力對(duì)摩擦力影響較�。辉谙嗤瑝嚎s率、相同氣體壓力情況下，密封圈與氧化鋯陶瓷襯套配合的摩擦力要略小于與噴涂DLC薄膜的316L不銹鋼配合的摩擦力。 最后，進(jìn)行氣泵不同配合副材料壽命對(duì)比實(shí)驗(yàn)，測(cè)試改善后不同配合副密封結(jié)構(gòu)的密封性能和密封壽命，選擇相對(duì)可行的配合副材料。
【關(guān)鍵詞】：干摩擦 低壓低速 雙三角組合密封圈 往復(fù)密封 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：北華航天工業(yè)學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TH321;TH136
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-21
• 1.1 引言10-11
• 1.2 往復(fù)密封技術(shù)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.1 往復(fù)密封技術(shù)發(fā)展歷程11-12
• 1.2.2 往復(fù)密封技術(shù)國(guó)外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.3 往復(fù)密封技術(shù)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封概述14-17
• 1.3.1 往復(fù)密封的典型結(jié)構(gòu)14-15
• 1.3.2 常用往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封件15-16
• 1.3.3 常用往復(fù)運(yùn)動(dòng)密封件材料16-17
• 1.4 密封效果的影響因素17-19
• 1.4.1 潤(rùn)滑狀態(tài)17
• 1.4.2 接觸壓力與相對(duì)滑動(dòng)速度17-18
• 1.4.3 表面粗糙度和微觀形態(tài)18
• 1.4.4 密封間隙18
• 1.4.5 配合副材料18-19
• 1.5 課題來源和研究意義19
• 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容和研究方法19-21
• 第2章 氣泵活塞處密封結(jié)構(gòu)的研究與設(shè)計(jì)21-32
• 2.1 工況條件和性能要求21
• 2.1.1 工況條件21
• 2.1.2 性能要求21
• 2.2 密封圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)及密封原理21-23
• 2.2.1 密封圈結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)21-22
• 2.2.2 雙三角組合密封圈的密封原理22-23
• 2.3 密封結(jié)構(gòu)材料的優(yōu)化選擇23-27
• 2.3.1 雙三角組合密封圈材料的分析與選擇23-24
• 2.3.2 活塞桿和缸體材料的分析與選擇24
• 2.3.3 橡膠材料的特性分析24-27
• 2.4 往復(fù)密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)步驟27-31
• 2.4.1 雙三角組合密封圈的設(shè)計(jì)27-29
• 2.4.2 雙三角組合密封圈的溝槽設(shè)計(jì)29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第3章 往復(fù)密封結(jié)構(gòu)有限元分析32-45
• 3.1 往復(fù)密封結(jié)構(gòu)有限元分析方法32-33
• 3.2 材料常數(shù)的確定33
• 3.3 Patran 建模33-36
• 3.3.1 雙三角組合密封圈和溝槽尺寸33-34
• 3.3.2 活塞處有限元建模34-35
• 3.3.3 添加邊界條件和載荷35-36
• 3.4 雙三角組合密封圈受力分析36-44
• 3.5 本章小節(jié)44-45
• 第4章 不同配合副材料性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)與分析45-55
• 4.1 摩擦力對(duì)比測(cè)試實(shí)驗(yàn)45-48
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>45
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建45-46
• 4.1.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與方法46
• 4.1.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比分析46-48
• 4.2 不同配合副材料密封壽命對(duì)比試驗(yàn)48-54
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/span>48
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與搭建48-51
• 4.2.3 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)方法51-52
• 4.2.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與對(duì)比分析52-54
• 4.3 本章小結(jié)54-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 總結(jié)55
• 5.2 展望55-57
• 參考文獻(xiàn)57-61
• 致謝61

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 何春霞,康麗霞;聚四氟乙烯及其石墨填充復(fù)合材料的摩擦磨損特性[J];工程塑料應(yīng)用;2001年03期

2 許振石;樊軍;;現(xiàn)代密封技術(shù)概述[J];傳動(dòng)技術(shù);2010年04期

3 吳瑞明,周曉軍,雷良育;液壓缸密封工藝分析[J];機(jī)床與液壓;2003年06期

4 王家序,陳戰(zhàn),秦大同;聚四氟乙烯復(fù)合材料的摩擦磨損性能研究[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2002年04期

5 牛永生,李建華,劉英;氧化鋯在往復(fù)牽引傳動(dòng)中的耐磨性研究[J];潤(rùn)滑與密封;2003年06期

6 周志鴻;張康雷;李靜;許同樂;;O形橡膠密封圈應(yīng)力與接觸壓力的有限元分析[J];潤(rùn)滑與密封;2006年04期

7 譚晶;楊衛(wèi)民;丁玉梅;李建國(guó);楊維章;魯選才;唐斌;;矩形橡膠密封圈的有限元分析[J];潤(rùn)滑與密封;2007年02期

8 張付英;劉卉;張林靜;;液壓往復(fù)密封理論、技術(shù)與應(yīng)用的進(jìn)展研究[J];潤(rùn)滑與密封;2007年03期

9 諶彪;張贊牢;楊建勇;譚朝燁;敬宇;羅小兵;;靜密封條件下Y形橡膠密封圈有限元分析[J];潤(rùn)滑與密封;2009年03期

10 劉占軍;王哲峰;;X形變截面優(yōu)化橡膠密封圈比較應(yīng)力有限元分析[J];潤(rùn)滑與密封;2010年01期

本文編號(hào)：695521