高速动压密封的气液两相性能对比分析和试验

为明确气相介质和液相介质分别对高速流体动压密封性能的影响,进行两种相态的密封性能对比分析与试验研究.分别建立动压密封端面流体域的气相和液相数值分析模型,分析转速、压差、槽深、槽数、槽坝比等操作参数和端面结构参数对动压密封气相和液相的泄漏量、开启力等性能的影响.自主研制动压密封试验装置,进行变转速、变压差和密封端面磨损试验,得出了转速、压差等操作参数对密封气相泄漏率、液相泄漏率和端面磨损率的影响.数值模拟和试验研究结果表明:相同的转速和压力时,液相密封开启力和泄漏量都比气相密封更大;不同结构参数下,气相和液相密封开启力均有极大值,气相密封和液相密封开启力达到极大值的最优结构参数有所不同,液相密封的最优槽坝比、最优槽数较气相密封小,液相密封开启转速较气相密封低,说明液相动压密封比气相动压密封更容易开启;低速时密封端面磨损较严重,高速时密封端面几乎无磨损,动压密封更适合在高速工况下运行.     

液体润滑螺旋槽机械密封性能的数值分析

采用有了差分数值计算方法,求解螺旋槽液体润滑的雷诺方程,获得了液体润滑螺旋槽机械密封端面的液膜二维压力分布,并计算了分析操作参数和结构参数对密封端面开启力和液膜刚度的影响。     

泵用机械密封端面摩擦因数试验研究

泵用机械密封在运行过程中最常见的现象是端面间的摩擦,端面的摩擦因数是表征摩擦特性的关键参数.从微观角度探讨了机械密封端面摩擦因数与摩擦状态的关系.在自行研制的机械密封计算机辅助试验装置上对泵用GY70型机械密封的端面摩擦因数进行了试验研究.结果表明,随着弹簧比压的增大,摩擦因数增大;当弹簧比压较小时,随着转速的增大,摩擦因数以较快的速度增大,当弹簧比压达到0.0866MPa后,转速对摩擦因数几乎无影响;当转速及弹簧比压都较小时,介质压力对摩擦因数的影响很小,当转速较大或弹簧比压较大时,随着介质压力的增大,摩擦因数减小.     

双向旋转梯形槽干气密封流场的数值模拟

介绍一种用作抑制密封的新型泵用双向旋转梯形槽干气密封,并定义了该密封的主要几何结构参数.基于气体润滑理论,建立了梯形槽干气密封端面流场的数值计算模型.利用Fluent软件对流场进行数值模拟,获得了端面气膜压力分布、气流速度场、开启力及泄漏率等数据,并分析了端面槽深、槽宽比、吸入角和槽长坝长比对端面开启力、泄漏率这2个主要密封性能参数的影响规律,发现该密封的开启力与泄漏率均随槽深、槽宽比和槽长坝长比的增大而增大,随吸入角的增大而减小.研究结果为双向旋转梯形槽干气密封的设计和进一步研究提供了参考.     

干气密封两种典型螺旋角与DLC薄膜的摩擦性能

低转速和高压力的操作工况对干气密封端面磨损情况十分严重,因此提出静环制备类金刚石(DLC)薄膜,结合槽型结构,分析其动静环端面的摩擦特性。利用摩擦磨损实验机对不同螺旋角下的干气密封进行实验,测试端面温升、摩擦系数及表面磨损形貌的变化规律。实验结果表明,随着载荷和转速的增加,16°螺旋角的摩擦温升、摩擦系数、磨痕均小于18°。在同一工况下18°螺旋角平均摩擦系数比16°大0.02,平均摩擦温升高5℃。一方面由于螺旋角的不同引起界面法向力大小不同,使18°螺旋角的端面磨损程度大于16°。另一方面随着载荷和转速的增大,DLC薄膜石墨化程度加剧,提高润滑性;说明DLC薄膜和螺旋槽对端面摩擦磨损起到了关键作用。另外,端面内圈的磨损程度大于外圈,可以推断螺旋槽能减缓端面的磨损。实验结果为今后螺旋槽干气密封优化设计和工程实际应用奠定了一定基础。     

焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明：工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为：介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。     

干气密封螺旋槽激光加工工艺的ACE法优化

干气密封螺旋槽槽深和槽底表面的加工精度将对密封性能产生重大的影响,但精准控制槽深和槽底表面的加工精度仍有挑战。本文以槽深hg=10 μm、槽底表面粗糙度Ra≤0.8 μm为设计控制目标,开展了干气密封螺旋槽激光加工工艺的优化研究。选取标刻次数、激光功率、填充间距、扫描速度四个对槽深hg和槽底表面粗糙度Ra有显著影响的因素作为设计变量,每个因素均取12个水平,通过均匀试验分别得到12组工艺参数下的螺旋槽深度hg和槽底表面粗糙度Ra;然后,利用ACE非参数回归建立工艺参数与槽深hg、槽底表面粗糙度Ra的映射关系,并采用蒙特卡洛法随机生成大量的工艺参数样本,再通过插值算法和样本筛选得到了三组满足设计目标下的工艺参数及其预测结果,并根据实际情况对三组工艺参数微调后进行试验,获得三组实际工艺参数下的槽深hg和槽底表面粗糙度Ra。试验结果表明：三组实际工艺参数下的槽深hg和槽底表面粗糙度Ra均满足设计目标,且预测值和试验值吻合。最后,以加工效率和槽底加工质量为优化目标,优选出满足设计目标下的螺旋槽激光工艺参数。本文研究方法和结论可为干气密封流体动压槽的激光加工工艺提供参考。     

螺旋槽干气密封性能及结构优化研究

建立螺旋角槽的数学模型,利用Fluent分别研究了不同的槽数、转速、入口压力、槽深、气膜厚度对密封性能的影响规律。通过分析对比密封性能参数如静压、开启力、泄漏量等,得出了单螺旋角槽性能最佳的几何结构参数。针对单螺旋角槽存在的问题,提出了一种双螺旋角槽干气密封结构,且计算结果表明:双螺旋角槽可使气动分离效果更明显,当吸力面的螺旋角大于压力面的螺旋角,密封效果较好;当双螺旋角槽中两角公差为2°时,螺旋角槽密封性能更佳。     

螺旋槽干气密封特性有限元分析

从可压缩气体的基本方程出发,对螺旋槽干气密封特性进行了有限元分析,推导了相应的离散方程,得到螺旋线槽气体密封端面间隙内气膜的压力分布,并把计算结果和文献中的实验值进行比较,验证了计算结果的正确性,对螺旋槽密封参数的进一步研究具有重要的指导意义.     

磁力传动离心式植物油泵设计研究

植物油厂用泵现场使用表明，大部分泵的失效是由于密封泄漏引起的。文中提出采用磁力传动泵来解决这一问题，并在已有磁力泵的基础上，做了结构上的改进。轴不旋转，内磁钢体与叶轮后盖板直接相连，减少了叶轮后盖板和内磁钢体前端面这两个端面与液体间的圆盘摩擦损失；泵轴不传递扭矩，为轴材料选择和加工提供了方便。     

空气中电火花沉积微螺旋结构的研究

为深入研究电火花沉积微型结构方法,提出了一种新的微细电火花沉积方法.对微细电火花沉积加工的基本原理进行分析,预测了其实现条件,使用通用的电火花成形加工机床,在空气介质和特定电参数下用铜电极可以沉积出微三维螺旋结构.实验得出了电参数和工作介质对微螺旋结构的影响.在只使用z轴进给的情况下,在高速钢工件表面沉积出外径为0.19 mm、线径为0.1 mm,高度为3.39 mm的19圈微螺旋结构.测试显示微螺旋材料呈明显的分层结构,具有较强的耐腐蚀性,其成分取决于工具电极材料,但电极中的Zn被氧化为ZnO.此外,在实验基础上对微螺旋结构的形成进行了初步探讨.     

螺旋锥齿轮参数与其锻件脱模可行性之关系

近净成型技术是制造螺旋锥齿轮的发展方向,研究精锻螺旋锥齿轮参数(螺旋角和锥角)对脱模过程的影响,利用ADAMS软件的仿真功能进行模拟分析,从而判断螺旋锥齿轮脱模的可行性。     

螺旋分选机研究

通过螺旋分选机螺距试验，槽底面形状试验，旋转方向及槽的横截面形状试验、确定了适合处理煤矿的螺旋分选机结构参数，实验室及工业试验表明，新型螺旋分选机处理煤矿，具有较好的降灰脱硫作用．     

螺旋槽丝锥的特性、几何参数的研究与设计

目前,螺旋槽丝锥在我国的制造和应用还很少,而大直径螺旋槽丝锥的设计至今仍处于探索阶段。由于生产的需要,作者对大直径螺旋槽丝锥进行研究与设计,并取得了预想的好效果。本文主要对螺旋槽丝锥的特性及M36螺旋槽丝锥设计中几何参数的研究进行论述。随着大直径螺旋槽丝锥在我国广泛应用,在难加工材料表面加工大螺纹孔变得越来越容易。     

电机外径向齿铁心螺旋卷绕成形工艺试验研究

采用螺旋卷叠加工方法制造电机铁心已成为一项新的工艺技术。通过对某新型电机外径向齿形铁心的卷绕成形工艺关键技术的试验研究,分析了齿形钢带在卷绕过程中受力情况及其变形规律,提出卷绕装置中带料卷绕的驱动机构和导向装置的结构方案、成形板直径与铁心结构及其变形的关系,以及卷料内径在导出过程中的修正方法,为研发外径向齿形电机铁心的专用卷绕设备及后处理工装提供依据。     

不同介质中螺旋机器人轴向力实验研究

为将螺旋驱动器应用到人体血管中，对单圆柱螺旋内窥镜机器人轴向力进行了实验研究，.基于旋转黏度计工作原理，建立内窥镜机器人动力学性能实验台.实验比较了牛顿流体和Casson非牛顿流体介质中机器人的轴向驱动力随机体几何特征参数的变化规律.结果表明，在两种介质中，随着机体螺纹线数，螺旋升角，螺旋槽深，螺旋槽宽的增大，机器人轴向驱动力均是先增大后减小，这四个参数都有其对应的最优解.在两种介质中，机器人轴向驱动力变化规律类似.在高剪切率的情况下，将生物体液简化为牛顿流体，可以大大简化螺旋机器人仿真分析模型.     

卷式纳滤膜的结构参数和荷电特性参数

膜的结构参数(细孔半径、孔隙率与膜厚之比)与荷电特件参数(荷电密度)是纳滤膜最重要的特征参数,也是影响膜分离性能的关键因素.通过卷式纳滤膜NF90和NF270膜的透过实验,应用Spiegler-Kedem方程结合透过实验数据求得膜的反射系数和溶质透过系数,进而应用细孔模型和TMS模型求得NF90和NF270膜的细孔半径分别为0.46 nm和0.60 nm,孔隙率与膜厚之比分别为0.99×105m-1和 1.14×105m-1,荷电密度随膜面电解质浓度的增大成线性增大,可分别表示为X(NF90)=54.89Cm 175.85与X(NF270)=6.20Cm 6.55.     

弧齿锥齿轮数控展成加工的位置分析与实践

基于弧齿锥齿轮的数控加工原理,根据产形轮和工件锥齿轮之间的展成运动关系,建立了弧齿锥齿轮齿而的数控展成加工数学模型,完成机床参数的调整,并根据啮合方程式求解出展成大小齿轮时刀具的起始位置和终止位置.基于Pro/E用曲面重建的方法得到三维螺旋齿面,建立了试验用的弧齿锥齿轮的三维实体模型.对所提出的方法应用于实例,表明这种方法的有效性.     

MLS_3—170型采煤机牵引部螺旋阻尼管对液压调速性能的影响

本文对采煤机牵引部液压调速系统中压力反馈控制系统进行了理论分析,建立了系统的数学模型。指出了螺旋阻尼管的作用,分析了螺旋阻尼管结构参数变化对采煤机调速性能的影响,为阻尼管设计和使用提供了理论依据。