本文關(guān)鍵詞：可控中間環(huán)式機(jī)械密封動(dòng)態(tài)分析

  更多相關(guān)文章： 機(jī)械密封 中間環(huán) 耦合振動(dòng) 泄漏量

【摘要】：可控中間環(huán)式機(jī)械密封是一種新型中間環(huán)速度可控的機(jī)械密封裝置。本文根據(jù)查閱的相關(guān)文獻(xiàn),對(duì)傳統(tǒng)的機(jī)械密封裝置的發(fā)展?fàn)顩r、工作原理和典型的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹；對(duì)比傳統(tǒng)機(jī)械密封工作的利弊,引入了新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；并分析了在平穩(wěn)運(yùn)行的情況下密封環(huán)發(fā)生振動(dòng)時(shí)對(duì)密封裝置中主要參數(shù)的影響。 針對(duì)非接觸式機(jī)械密封在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下密封面相對(duì)轉(zhuǎn)速的不穩(wěn)定性,通過對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械密封整體原理和結(jié)構(gòu)的充分分析,運(yùn)用TRIZ理論,以技術(shù)沖突為切入點(diǎn),運(yùn)用39個(gè)工程參數(shù)和40條發(fā)明原理解決技術(shù)沖突的矛盾,并轉(zhuǎn)化為特定的解——“調(diào)節(jié)器原理(24)”和“組合原理(5)”,并由此采取設(shè)置速度可控的中間旋轉(zhuǎn)環(huán)的方法,改善了非接觸式機(jī)械密封在低轉(zhuǎn)速狀態(tài)下密封面相對(duì)轉(zhuǎn)速低且不穩(wěn)定性的現(xiàn)狀,提高了機(jī)械密封的工作穩(wěn)定性和使用壽命。并根據(jù)調(diào)節(jié)器原理和組合原理,選取齒輪輪系為改變中間環(huán)轉(zhuǎn)速的驅(qū)動(dòng)裝置,對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和可行性分析。 在機(jī)械密封系統(tǒng)中,泄漏量和使用壽命是評(píng)價(jià)其性能的主要指標(biāo),而在實(shí)際運(yùn)行中,由于受到工況條件或密封本身變化的影響,密封環(huán)或多或少的會(huì)產(chǎn)生振動(dòng),從而影響到整個(gè)密封系統(tǒng)的正常運(yùn)行,所以,對(duì)其振動(dòng)產(chǎn)生的影響進(jìn)行研究是非常關(guān)鍵的。 (1)在加入了中間環(huán)的基礎(chǔ)上,選取中間環(huán)和靜環(huán)為研究對(duì)象,以靜環(huán)為浮動(dòng)環(huán)進(jìn)行受力分析,確定對(duì)參數(shù)泄漏量、接觸力,液膜力等計(jì)算方程進(jìn)行推導(dǎo)。 (2)在密封系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)的基礎(chǔ)上分析其運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),在增加密封環(huán)的章動(dòng)和進(jìn)動(dòng)的情況下建立振動(dòng)的模型,并推導(dǎo)靜環(huán)的軸向受力方程和泄漏量的計(jì)算方程,并將章動(dòng)角和進(jìn)動(dòng)角產(chǎn)生的影響結(jié)合起來,推導(dǎo)密封環(huán)端面的液膜力和和接觸力的方程,最后在耦合運(yùn)動(dòng)情況下分析了泄漏量的變化。 (3)根據(jù)推導(dǎo)出的方程,利用MATLAB編程,分別分析了在改變端面夾角、彈簧剛度、內(nèi)外介質(zhì)壓力的情況下對(duì)密封的軸向位移、液膜壓力、接觸力、泄漏量等參數(shù)的影響,并對(duì)參數(shù)改變情況下對(duì)整個(gè)密封系統(tǒng)產(chǎn)生的影響進(jìn)行了分析。對(duì)于端面夾角,夾角增大液膜壓力和總的液膜壓力增大,接觸力減小,泄漏量增大；對(duì)于彈簧剛度,剛度越大,總的液膜壓力減小,接觸力增大,泄漏量減小；對(duì)于內(nèi)外介質(zhì)壓力的變化造成的影響,內(nèi)介質(zhì)壓力的變化對(duì)密封振動(dòng)的影響相比外介質(zhì)壓力的影響較弱一些,外介質(zhì)壓力越大,密封介質(zhì)越容易進(jìn)入密封端面,造成端面液膜壓力增大,接觸力減小,內(nèi)外徑壓差增大會(huì)導(dǎo)致泄漏量增多. 四個(gè)參數(shù)的改變都會(huì)對(duì)密封系統(tǒng)產(chǎn)生影響,但只要參數(shù)取值在規(guī)定的范圍內(nèi),密封環(huán)之間被破壞掉的平衡會(huì)重新建立,雖然最終不會(huì)對(duì)整個(gè)密封系統(tǒng)的運(yùn)行造成較大的破壞,但是會(huì)對(duì)系統(tǒng)造成不利影響。
【關(guān)鍵詞】：機(jī)械密封 中間環(huán) 耦合振動(dòng) 泄漏量
【學(xué)位授予單位】：西華大學(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4-6
• Abstract6-10
• 1 緒論10-13
• 1.1 研究的目的和意義10
• 1.2 相關(guān)理論的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及分析10-12
• 1.3 課題來源12
• 1.4 本論文主要的研究內(nèi)容、關(guān)鍵問題和難點(diǎn)分析12
• 1.5 本章小結(jié)12-13
• 2 速度可控中間環(huán)機(jī)械密封裝置的設(shè)計(jì)13-29
• 2.1 速度可控中間環(huán)機(jī)械密封研究現(xiàn)狀分析13-14
• 2.2 控中間環(huán)機(jī)械密封裝置設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)14-15
• 2.2.1 TRIZ論的來源和概念14
• 2.2.2 沖突解決的原理14-15
• 2.3 密封中間環(huán)的設(shè)計(jì)的過程15-19
• 2.3.1 對(duì)問題的分析15-18
• 2.3.2 速度可控的中間環(huán)旋轉(zhuǎn)密封18-19
• 2.4 驅(qū)動(dòng)形式的選擇和安裝的結(jié)構(gòu)特性19-21
• 2.4.1 驅(qū)動(dòng)形式的選擇19-20
• 2.4.2 速度可控中間環(huán)機(jī)械密封安裝結(jié)構(gòu)20-21
• 2.5 速度可控中間環(huán)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)21-28
• 2.5.1 中間環(huán)和傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)21
• 2.5.2 中間環(huán)參數(shù)的選擇和設(shè)計(jì)21-28
• 2.6 本章小結(jié)28-29
• 3 速度可控中間環(huán)機(jī)械密封系統(tǒng)分析29-39
• 3.1 機(jī)械密封環(huán)的受力分析29-32
• 3.1.1 在不同的運(yùn)行狀態(tài)下機(jī)械密封環(huán)的受力分析29-31
• 3.1.2 密封環(huán)端面的受力平衡分析31-32
• 3.2 關(guān)于密封端面間液膜壓力的計(jì)算模型32-36
• 3.2.1 關(guān)于密封端面的潤滑理論分析32-35
• 3.2.2 密封端面間的液膜壓力計(jì)算35-36
• 3.3 機(jī)械密封泄漏問題的研究36-37
• 3.4 本章小結(jié)37-39
• 4 機(jī)械密封環(huán)動(dòng)態(tài)方程的建立和分析39-48
• 4.1 機(jī)械密封環(huán)的主要振動(dòng)特性39-42
• 4.1.1 關(guān)于密封環(huán)的耦合振動(dòng)的模型建立和計(jì)算分析39-42
• 4.2 關(guān)于密封環(huán)在振動(dòng)過程中參數(shù)的確定和分析42-45
• 4.2.1 密封副間液膜厚度的分析與求解42
• 4.2.2 關(guān)于密封端面液膜壓力的分析和計(jì)算42-44
• 4.2.3 端面液膜在軸向的剛度和在旋轉(zhuǎn)方向的阻尼的分析和計(jì)算44
• 4.2.4 關(guān)于密封端面接觸壓力和接觸力的分析及計(jì)算44-45
• 4.2.5 關(guān)于泄漏量的求解45
• 4.3 機(jī)械密封振動(dòng)的方程總的分析和求解45-46
• 4.3.1 密封振動(dòng)的耦合總的方程的分析及求解計(jì)算45-46
• 4.4 本章小結(jié)46-48
• 5 機(jī)械密封的動(dòng)態(tài)分析48-66
• 5.1 振動(dòng)過程中各個(gè)參數(shù)變化分析49-52
• 5.1.1 軸向位移和速度的變化49-50
• 5.1.2 密封靜環(huán)偏轉(zhuǎn)角度和角速度的變化50-51
• 5.1.3 密封端面液膜壓力的變化51
• 5.1.4 密封端面總的接觸力和液膜力的變化51-52
• 5.1.5 關(guān)于端面泄漏量的變化52
• 5.2 密封參數(shù)的改變對(duì)密封系統(tǒng)的影響52-65
• 5.2.1 密封端面夾角的變化對(duì)振動(dòng)的影響53-56
• 5.2.2 彈簧的剛度的變化對(duì)密封環(huán)的振動(dòng)的影響56-59
• 5.2.3 密封端面內(nèi)徑處介質(zhì)壓力的變化對(duì)密封環(huán)振動(dòng)的影響59-62
• 5.2.4 密封端面外徑處介質(zhì)壓力的變化對(duì)密封環(huán)振動(dòng)的影響62-65
• 5.3 本章小結(jié)65-66
• 6 總結(jié)與展望66-68
• 6.1 總結(jié)66
• 6.2 展望66-68
• 參考文獻(xiàn)68-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果71-72
• 致謝72

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