指尖密封作為新型柔性密封裝置在航空發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪葉片、主軸承腔氣路密封上具有良好的應(yīng)用前景,近些年已成為高速動(dòng)態(tài)密封領(lǐng)域的前沿內(nèi)容。接觸性指尖密封的工作環(huán)境是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)高溫高壓高速的環(huán)境下,轉(zhuǎn)子跳動(dòng)、裝配過盈、熱變形等都會(huì)造成不可避免的磨損問題并且這是一個(gè)十分復(fù)雜的系統(tǒng)耦合過程,磨損的產(chǎn)生也會(huì)進(jìn)一步使得密封泄漏增大、系統(tǒng)內(nèi)流場(chǎng)變得異常復(fù)雜。為此,根據(jù)指尖密封摩擦磨損的工程應(yīng)用背景和研究中存在的問題,本文開展了指尖密封磨損性能研究,并對(duì)研究分析中涉及到的核心技術(shù)問題進(jìn)行了深刻探討。本課題工作的主要研究?jī)?nèi)容和研究結(jié)論如下:1.基于指尖密封磨損接觸開展了有限元數(shù)值仿真分析,借助ANSYSAPDL參數(shù)化建模在接觸性能研究下開啟了對(duì)靴轉(zhuǎn)子間接觸壓力和遲滯率的分析,獲得了變工況下摩擦系數(shù)對(duì)為指尖密封性能的影響規(guī)律,得出材料參數(shù)和工況條件對(duì)指尖密封磨損性能評(píng)價(jià)指標(biāo)的影響,構(gòu)建出摩擦環(huán)境與接觸壓力的內(nèi)在關(guān)聯(lián)關(guān)系也為后續(xù)接觸配副銷盤試驗(yàn)提供了數(shù)據(jù)支撐和理論指導(dǎo)。結(jié)果表明:指尖梁剛度的設(shè)計(jì)和小摩擦系數(shù)的控制能改善指尖密封遲滯率和接觸壓力隨上下游壓差增大而同步變化的性能趨勢(shì)。2.依據(jù)系統(tǒng)相似性原理開展指尖... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪密封系統(tǒng)示意圖

春嬌輾⒍??閱艿奶岣呔齠ㄓ諍?空先進(jìn)密封技術(shù)的研究，因此研究先進(jìn)密封技術(shù)適應(yīng)于當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作需要，是提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的必然要求。1.1.2典型航空密封技術(shù)簡(jiǎn)介有鑒于密封裝置作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件對(duì)其性能改善的巨大作用，先進(jìn)航空密封技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生并且已經(jīng)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上取得應(yīng)用[9]。迄今為止，用于航空上的典型密封技術(shù)主要有：迷宮密封、氣膜密封、石墨端面密封、刷式密封等現(xiàn)在介紹如下。(1)迷宮密封迷宮密封也稱為篦齒密封，在葉輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流道封嚴(yán)和空氣二次回流密封系統(tǒng)中應(yīng)用較多。迷宮式密封件（如圖1-2）由許多緊壓在旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)或孔內(nèi)的凹槽組成，轉(zhuǎn)軸上的迷宮組件通過離心運(yùn)動(dòng)從而形成受控的流體渦旋來控制流體通過各種腔室的通道[10]，在較高的速度下，離心運(yùn)動(dòng)將液體推向外部這樣流體就必須經(jīng)過漫長(zhǎng)而困難的路徑才能逸出從而提供非接觸式密封作用且不會(huì)發(fā)生密封磨損。圖1-2迷宮密封示意圖Figure1-2LabyrinthSealDiagram對(duì)于旋轉(zhuǎn)軸上的密封組件來說，迷宮式螺紋尖端與工作表面之間必須存在很小間隙以便“迷宮齒”可以互鎖在旋轉(zhuǎn)軸上或在定子上以產(chǎn)生較長(zhǎng)的特征路徑，從而減緩了流體泄漏。與此同時(shí)合理正確的迷宮式腔室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠幫助引導(dǎo)主腔室逸出的任何液體都會(huì)進(jìn)入迷宮式腔室，這起到防止其逸出和排斥任何其他流體的作用。(2)氣膜密封氣膜密封作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)常見密封類型，其工作原理主要根據(jù)流體力學(xué)的動(dòng)靜壓效果，依托端面密封的結(jié)構(gòu)差異，可以在兩密封端面間形成穩(wěn)定連續(xù)的動(dòng)壓效應(yīng)來浮升氣膜，以適應(yīng)多轉(zhuǎn)速、高溫高壓的極端工況條件的密封運(yùn)轉(zhuǎn)。氣膜密封中典型類型為端面氣膜密封[11]，通過在端面上開設(shè)不同特征的剖面溝槽來

1緒論3實(shí)現(xiàn)動(dòng)壓密封效果。其結(jié)構(gòu)為兩種部分組成：含有孔槽結(jié)構(gòu)升力墊以及端面環(huán)形密封壩(圖1-3示)，這使得密封裝置變得復(fù)雜，升力導(dǎo)致的摩擦副位移遠(yuǎn)大于氣膜厚度，密封表面磨損劇烈，時(shí)常出現(xiàn)“抱軸”現(xiàn)象。雙向T形槽雙向徑向槽雙向螺旋槽單向螺旋槽單向錐形墊圖1-3氣膜密封示意圖Figure1-3SchematicDiagramofGasFilmSeal(3)石墨端面密封石墨端面密封作為航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪機(jī)轉(zhuǎn)子及葉片機(jī)構(gòu)中一項(xiàng)關(guān)鍵密封技術(shù)，主要服役于航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸軸承密封，尤其是作為高溫區(qū)域的軸承腔密封用以支撐隔絕過熱空氣漫入軸承腔潤(rùn)滑系統(tǒng)[12]。圖1-4石墨端面密封示意圖Figure1-4SchematicDiagramofGraphiteFaceSeal石墨端面密封結(jié)構(gòu)(圖1-4示)組成主要有旋轉(zhuǎn)環(huán)（硬材料）、靜環(huán)組件（軟材料）、輔助密封件等構(gòu)件，通過石墨環(huán)的過盈配合嵌入密封座中構(gòu)成密封裝置[13]。其工作時(shí)源于旋轉(zhuǎn)環(huán)與石墨靜環(huán)組件相對(duì)運(yùn)動(dòng)使得兩表面貼合，再加上輔助密封構(gòu)件來實(shí)現(xiàn)最終密封效果。石墨端面密封密封效果良好、工作性能強(qiáng)大、功率損失較小，然其不足之處亦十分明顯如空間占用比大、適應(yīng)范圍�。ㄝ^大的定轉(zhuǎn)子相對(duì)運(yùn)動(dòng)難以滿足）。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3420122