工程陶瓷材料在高速高压旋转密封中的应用

论述了新型工程陶瓷材料在高速高压旋转密封元件上的应用,通过将工程陶瓷材料与金属材料的对比以及各种工程陶瓷材料之间的对比,筛选出适合于在高速高压旋转密封中应用的材料。     

一种新型高速旋转接头结构的设计

针对传统旋转接头工作转速低、适应工况范围小,且在高压力下,密封装置易被腐蚀、密封不可靠、使用寿命短等缺陷,对其整体结构进行重新设计。设计的旋转接头结构采用组合密封结构,保证旋转接头结构能在高压力、高转速的工况下平稳运行;将O型密封圈设计在接头最前端,防止介质与轴承等零件接触造成的腐蚀;采用自润滑滑动轴承与平面滚动轴承相结合的方式,解决零件因受摩擦力和受压后推力产生的卡涩现象; 采用PTFE密封材料,延长旋转接头的使用寿命。     

Kalsi密封及其在石油机械中的应用

介绍了一种新的流体动力润滑旋转密封——Kalsi密封;分析了其几何形状、密封特性及密封机理;并介绍了其在石油机械中的应用。由于唇部采用了波形曲线设计，Kalsi密封在苛刻的密封环境（如高压、磨砺性介质、转轴的急剧窜动摆动等）下具有良好的密封性能，为解决钻采机械中的高速、高压旋转动密封提供了可靠的解决办法。     

多种径向高压密封材料的性能测试与比较

采用间隙挤出实验和磨损实验,研究了几种高压转轴密封材料的抗间隙挤出性能和抗磨损性能。结果表明:PTFE复合材料的抗间隙挤出和抗变形性能较差,而聚酮和聚氨酯材料的较好;聚酮、超高分子聚乙烯、PTFE复合材料以及聚氨酯的耐磨性能均较好,但PTFE复合材料(PTFE聚合物复合材料除外),尤其是含青铜的PTFE复合材料,对相对旋转面的损伤严重;比较的几种密封材料中,超高分子聚乙烯具有最低的摩擦因数,但其耐高温能力最弱;聚氨酯的摩擦因数与PTFE复合材料处于同一级别。     

硬质合金旋转锉刃磨工艺和刃磨夹具

硬质合金旋转锉刃磨工艺和刃磨夹具目前硬质合金旋转挫磨钝后都不修复，而是将其作为废料处理。为了节约贵重的硬质合金，提高旋转挫的使用潜力和降低购置费用，全俄工具研究院制订了直径１２～２２ｍｍ任意形状旋转挫的刃磨工艺及其在万能刃磨机上用的刃磨夹具。旋转挫的...     

高压旋转密封的安全性研究

针对某高压旋转密封的具体结构探讨了密封面处摩擦生热量的大小，详细研究了热量的传递过程及途径，给出了换热计算公式和换热的边界条件。计算结果指出原结构在旋转密封处有可能出现部分燃料的热分解从而危及系统的安全性。改进的旋转密封结构对比试验证明了分析的正确性。所提供的理论分析方法、结论和试验改进方案可以直接应用于产品设计和试验。     

外驱动式中间旋转环机械密封设计

针对旋转机械轴向端面密封在高速和低速状态时密封的低稳定性问题,应用TRIZ 创新理论,并结合解决物理矛盾的空间分离原理,提出一种外驱动式中间旋转环机械密封设计方案。该设计方案在密封端面的动环和静环之间设置由外置动力源驱动的中间旋转环,实现了动、静环密封面之间相对转速的主动控制。实验结果表明,外驱动式中间旋转环机械密封改善了机械密封在高速和低速状态下的稳定性,可满足不同工况下的密封要求;该机械密封泄漏量虽有所增大,但在允许的范围内。     

场监雷达天线座关键技术研究

场监雷达必须能够快速、实时监视机场内的目标,其数据率通常≤1 s.为实现该指标,天线必须能够实现高速水平旋转(转速通常为60 r/min),而以往的空管雷达天线座均不能满足其指标要求(转速通常为6~15 r/min).文中采用双电机与蜗轮蜗杆式减速机直连驱动设计、高速旋转天线的动平衡设计、高速旋转传动系统的浸油润滑与非接触式旋转密封设计等关键技术以及远程监测天线座内油位和油温、远程监测天线座水平状态、远程进行温控等辅助设计,完成了一种具有可高速水平旋转、可远程监测运行状态、可靠性高的场监雷达天线座研制工作.该研制成果已应用于机场场面监视雷达且无故障运行时间大于17520 h.     

高温导热油旋转接头应用中的事故分析和预防措施

介绍了高温导热油旋转接头在皮革生产设备管道密封中因失效而发生火灾、爆炸及人员伤亡等事故的情况,并从产品结构设计、配对密封材料及产品加工和应用等方面对旋转接头的失效进行了技术分析,针对分析结果,提出了解决和预防措施。     

基于PWM高速开关阀控制的旋转平台液压系统的研究

本文针对旋转平台的工作特点,拟采用高速开关阀控系统来控制旋转平台的顺时针和逆时针的往复旋转运动.以脉冲宽度调制(PWM)技术为核心的高速开关阀引进到方向流量控制系统中,可构成以高速开关阀作为先导阀,液动换向阀作为主阀的流量方向控制回路,通过液动换向阀的开度,控制进入液压马达的流量和压力,从而对旋转平台的位移、速度等进行控制.     

新型双向密封件的接触变形及应力分析

利用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,建立X型和V型组合式密封件的轴对称有限元模型,分析其在沟槽内受压缩的几何变形与接触应力分布规律,比较了该类型组合式密封件与工程上常用的滑环式组合密封圈的应力分布情况。结果表明:新型组合式密封圈低压时也能很好地密封,而且密封件整体宽度大,可以承受更大的径向载荷。滑环式组合密封圈摩擦阻力小,耐磨性良好,其结构可以承受较高的油压,适合于动、静密封。新型组合密封圈的单位面积上摩擦功耗小,适用于旋转密封或摆动密封。     

旋转导向工具的径向补偿组合动密封设计

针对导向钻井工具中导向工具下端在正常钻进和导向钻进2种工作状态下的动密封要求,通过分析工作环境和性能要求,设计一种导向钻井工具的组合密封装置。该组合密封由波纹管、机械密封和螺旋密封等组成,达到井下工具动密封的径向补偿、高温、高压、耐腐蚀等设计要求,提高井下密封的可靠性和使用寿命,为井下恶劣环境下的动密封设计提供一种新的设计方法。     

高压密封系统的结构研究及力学分析

通过对高压密封腔内轴一密封环形成的密封间隙内液体泄漏量和压力分布进行计算与理论分析，探讨高压液体弹簧密封系统的结构设计和力学分析方法。通过有限元法和差分方法相结合的液固耦合计算，获得结构的最终间隙和压力分布曲线，达到为设计提供参考的目的。整个计算程序在有限元软件ANSYS平台上编译进行，计算过程简洁、快速，符合复杂的工程设计要求。计算结果表明，文中提出的设计方法是可行的、有效的。同时，对密封环的结构形式进行了讨论，对比两种形状密封环的变形特点与材料、尺寸的关系，提出有价值的建议。     

高温高压下旋转导向系统动密封性能

旋转导向钻井系统是在钻井过程中,实时进行钻头导向的一种钻井系统,导向钻井系统偏置机构中的动密封对整体系统的可靠性有极大的影响。结合旋转导向钻井系统的实际工况,考虑井下高温高压、动密封双侧承压和橡胶应力松弛对密封的影响,利用有限元软件中的流体渗透加载方式对滑环组合式密封进行密封性能分析,并分析环境压力、井下温度和O形圈压缩率对组合密封主密封面接触压力和Mises应力的影响。结果表明:随着介质压力的增大,虽然密封两侧的压差不变,密封系统的最大接触压力仍在增大,同时密封内侧的压力比外侧要大得多;应力松弛作用对初期阶段组合密封的性能影响比较大;温度对动密封接触压力的影响小于环境压力;较高的压缩率可以增加组合密封主密封面的接触长度,一定程度上可以降低最大接触压力,从而减缓密封面磨损。     

高压旋转组合密封试验装置设计与研究

针对旋转组合密封性能检测问题，设计完成可对直径100 mm的轴用旋转组合密封圈进行密封性能试验的装置。采用PLC控制驱动，实现系统数据采集和压力转速自动调节控制，可对密封件在不同转速、压力下的扭矩、泄漏量等指标进行测试。利用该试验装置对某型号旋转组合密封件进行试验研究，试验结果表明：在定转速情况下，组合密封启动摩擦力矩随压力增加而增加；相同压力下，组合密封圈在低转速情况下，摩擦力矩随转速增加而增加，当转速增加到一定数值后，摩擦力矩增幅出现下降趋势。同时测试结果也表明该装置功能完善，操作简便，自身回转阻力小，在高压下工作稳定可靠。     

结构参数对液压旋转接头密封性能的影响

为探究结构参数对液压旋转接头间隙密封性能的影响规律,分别以泄漏量和压力损失作为液压旋转接头的性能指标,研究密封有效长度、密封直径、密封间隙值3种主要结构参数对旋转接头性能的影响。采用正交试验与Fluent流体仿真相结合的方法,分析液压旋转接头间隙密封在不同结构参数下的泄漏量和压力损失情况。结果表明：3种结构参数对泄漏的影响程度由大到小依次为密封间隙值、密封有效长度、密封直径,对压力损失的影响程度由大到小依次为密封有效长度、密封直径、密封间隙值;密封间隙值大小对泄漏量影响非常显著,泄漏量随着间隙的增大呈指数增长关系,而间隙密封有效长度、环形密封直径对泄漏量无显著影响;密封有效长度对压力损失有极其显著影响,而密封直径和密封间隙值对压力损失没有显著影响;从整体上看密封间隙值、间隙密封直径、密封有效长度都大致与压力损失呈一次函数关系,且前两者与压力损失呈正相关关系,后者则与压力损失呈负相关关系。     

曝气机主轴浮动端面密封的设计

曝气机广泛应用在城市污水和工业废水处理氧化沟工艺技术中,其水平转动轴一般采用传统的旋转唇形密封。对曝气机水平转动轴旋转唇形密封泄漏的原因进行分析,指出唇形密封的密封面微观凹凸体的变形和密封唇的倾斜是造成密封失效的主要原因。设计浮动端面密封,该密封的动环和静环均为浮动环,密封浮动性好,对水平转动轴的支承轴的同轴度和偏心不敏感,密封效果好。通过大量的现场使用证明,曝气机水平转动轴采用浮动端面密封结构方法是可行的。     

大直径超高压旋转水射流装置的研制及工程应用

针对作业直径不小于300mm、工作压力不小于100MPa的旋转水射流装置从主要水射流动参数确定和超高压旋转密封结构入手进行研究,确定了喷嘴孔径、射流靶距、转速等典型的水射流动参数,并完成了100MPa和250MPa两个压力等级的旋转密封组件的结构设计,研制出以平面清洗器为基本形式的水射流装置,并在实际工程应用中体现出高效和安全的特性。