發(fā)布時間：2022-02-24 01:02

　　干氣密封正常運行時,端面相互脫離,界面處于氣體潤滑狀態(tài)。在啟、停階段和波動工況的條件下,由于轉速較低,界面間動壓效應不足,密封環(huán)端面相互接觸,界面處于干摩擦狀態(tài),這樣密封環(huán)端面會造成摩擦磨損和自激振動,嚴重影響了密封性能。在工程實際中,端面摩擦磨損已成為影響密封效果和縮短密封環(huán)使用壽面的重要因素。在貧油或干摩擦條件下,為了改善密封材料的摩擦學性能,解決密封環(huán)的耐磨性差和使用壽命短的問題。本研究從采用DLC鍍膜技術提高密封環(huán)材料性能,利用表面織構化改變材料表面形貌和組織,及其對摩擦性能影響的角度出發(fā),以干氣密封DLC鍍膜織構化端面的摩擦特性和振動強度為研究對象。在模擬工況下,以HDM20型端面摩擦磨損試驗機和MMW-1型立式萬能摩擦磨損試驗機作為實驗主機。溫度傳感器、力矩傳感器和自主設計的摩擦振動測試儀作為信號的采集和處理系統(tǒng),分別完成溫度、摩擦力矩和振動加速度信號采集。用三維非接觸式表面輪廓儀和掃描電子顯微鏡（SEM）測量試件的表面相貌和磨損情況。利用光纖激光打標機在SiC密封環(huán)表面進行微織構加工,所加工的圓形凹坑且呈環(huán)形矩陣排列,凹坑的直徑為:Φ150μm、Φ200μm和Φ250μm... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數(shù)】：103 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號注釋表
第1章 緒論
    1.1 論文研究的背景與意義
    1.2 干氣密封簡介
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 機械密封的發(fā)展及研究現(xiàn)狀
        1.3.2 DLC鍍膜及其摩擦性能的研究
        1.3.3 微納織構及其表面摩擦性能的研究
        1.3.4 微織構薄膜表面摩擦性能的研究
        1.3.5 干氣密封摩擦振動特性的試驗研究
    1.4 論文來源與研究的主要內容
        1.4.1 論文來源
        1.4.2 主要研究內容
    1.5 論文的創(chuàng)新點及關鍵性問題
        1.5.1 論文的創(chuàng)新性
        1.5.2 關鍵性問題
    1.6 本章小結
第2章 干氣密封摩擦性能測試系統(tǒng)的確定
    2.1 實驗方案
        2.1.1 實驗目的
        2.1.2 實驗方法及步驟
    2.2 試件的選取與制備
        2.2.1 常用的端面密封材料
        2.2.2 微織構DLC薄膜密封環(huán)端面的加工
        2.2.3 螺旋槽密封環(huán)的制備
    2.3 測試裝置
        2.3.1 摩擦性能試驗設備
        2.3.2 摩擦振動特性的試驗設備
        2.3.3 表面形貌測試儀器
    2.4 摩擦磨損試驗內容
    2.5 分項試驗
        2.5.1 摩擦系數(shù)測試
        2.5.2 摩擦振動試驗
    2.6 本章小結
第3章 干氣密封DLC薄膜微織構表面摩擦特性試驗
    3.1 摩擦特性研究的必要性
    3.2 織構表面與光面對摩擦性能影響的對比分析
    3.3 微織構對干氣密封摩擦性能的影響
        3.3.1 凹坑直徑對摩擦性能的影響
        3.3.2 面密度對摩擦性能的影響
        3.3.3 小結
    3.4 工況對干氣密封DLC膜織構表面摩擦性能的影響
        3.4.1 載荷對摩擦性能的影響
        3.4.2 轉速對摩擦性能的影響
    3.5 本章小結
第4章 干氣密封端面摩擦振動特性試驗分析
    4.1 摩擦振動理論與研究
        4.1.1 粘滑理論
        4.1.2 減振降噪的研究
    4.2 摩擦振動試驗
        4.2.1 試件和參數(shù)條件
        4.2.2 試驗原理
    4.3 摩擦振動信號的頻譜分析
        4.3.1 信號諧波小波包變換
    4.4 摩擦振動的時域特征提取與分析
        4.4.1 織構表面與光面對摩擦振動特性影響的對比分析
        4.4.2 織構面密度對振動的影響
        4.4.3 凹坑直徑對摩擦振動特性的影響
        4.4.4 螺旋槽對摩擦振動特性的影響
    4.5 摩擦振動的頻譜特征的提取與分析
        4.5.1 摩擦振動信號特征提取
        4.5.2 振動加速度信號處理
    4.6 本章小結
總結和展望
    1 總結
    2 展望
參考文獻
致謝
附錄A 攻讀學位期間獲得的科研成果目錄


【參考文獻】：
期刊論文
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[3]WC-Al2O3復合材料與Si3N4陶瓷和YG6硬質合金配副時的摩擦磨損行為[J]. 蘇慶德,朱世根,丁浩,白云峰,狄平.  機械工程材料. 2019(03)
[4]類金剛石薄膜微觀磨損行為的分子動力學模擬[J]. 張巖,肖萬伸.  材料科學與工程學報. 2018(06)
[5]表面織構鈦合金的干摩擦和全氟聚醚油潤滑下的摩擦學性能研究[J]. 孫建芳,李傲松,蘇峰華,李助軍.  摩擦學學報. 2018(06)
[6]邊緣修形織構化N、Si共摻雜類金剛石碳膜在空氣中的摩擦磨損性能[J]. 吳行陽,葛宙,阮敬杰,楊義,牛浩之,陳騰,張建華.  上海交通大學學報. 2018(05)
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[10]激光表面織構對45鋼干摩擦性能的影響[J]. 常秋英,齊燁,王斌,喬姣飛.  機械工程學報. 2017(03)

博士論文
[1]干氣密封螺旋槽潤滑氣膜的穩(wěn)、動態(tài)特性研究[D]. 丁雪興.蘭州理工大學 2008

碩士論文
[1]干氣密封接觸摩擦機理研究[D]. 令成君.中國石油大學 2008



本文編號：3641651