采用双弧面金属密封结构的新型环空排气阀性能研究

针对常规环空排气阀采用的橡胶密封易受高温、高压强腐蚀气体侵蚀而失效的难题,设计一种具有双弧面金属密封结构的新型环空排气阀。采用有限元方法,分析不同下入深度时新型环空排气阀金属密封的应力与接触压力分布以及密封接触宽度的变化。结果表明:该阀在下入深度小于等于600 m时,最大Mises应力大于壳体材料屈服强度,最大接触压力为壳体材料屈服强度的1～1.37倍,而密封接触宽度基本保持不变,能够实现金属密封。对新型环空排气阀进行了开启压力和密封压力实验,模拟数据与实验数据大致吻合,表明该阀在下入深度小于600 m,密封压力不大于45 MPa的条件下,具有良好的连通、密封上下环空的功能。     

金属密封球阀阀座密封结构的分析

介绍了几种金属密封球阀的阀座密封结构。经过试验,在高温、高压、冲蚀和磨损等不同介质的苛刻工况下均密封效果较好,使用寿命长,满足了工程项目对阀门的使用要求。     

一种用于月球样品转移的喷气装置

我国探月三期工程重要成果之一是采集月球样品并返回地球,由于我国尚无环月轨道样品转移操作的成功实践,可靠的转移技术是月球样品顺利转移的关键。基于这一目的,提出了一种喷气式月球样品转移装置。介绍了装置组成及工作方式,实现了基于连续射流理论的流场模型建立。根据该模型在ADINA软件进行了初步的气体流场仿真,并进行了地面验证试验。试验结果表明喷气装置能够顺利实现样品转移功能,可为我国月球样品转移提供一定参考。     

柴油机喷油器针阀密封锥面磨损试验研究

针阀偶件是柴油机燃油供给系统的三大精密偶件之一,在工作过程中针阀偶件的密封锥面容易因磨损而失效。对柴油机喷油器针阀偶件密封锥面的磨损性能进行理论分析,分析表明,密封锥面的磨损主要是由针阀落座的冲击力与柴油中夹带杂质的综合作用所造成的,密封锥面磨损后会变形,导致表面粗糙度增大,密封效果变差。通过发动机台架实验对喷油器进行试验研究,利用扫描电镜分析针阀偶件密封锥面磨损形貌,并分析其磨损机制。实验结果表明,随着使用时间的增长,针阀的表面存在明显磨损现象,进而出现清晰的划痕和大面积的剥落,密封性能丧失;针阀磨损初期以磨粒磨损为主,导致表面产生划痕,后期主要是黏着磨损,材料大面积剥落。     

指尖密封静动态特性试验研究

模拟航空发动机真实工况,对指尖密封静动态性能进行了试验研究并与标准型刷式密封进行比较,研究压比、转速、温度对指尖密封泄漏特性的影响规律。试验结果表明:指尖密封具有优异的密封性能;随着压比的增大,指尖密封泄漏参数先增大后趋于定值;在试验转速范围内,随着转速的增加,泄漏参数降低;随着温度的升高,泄漏参数减小;指尖密封相比于标准型刷式密封,静态泄漏参数降低8%~41%,动态泄漏参数降低约18%。     

中间旋转环式机械密封结构优化研究

借助ANSYS分析影响中间旋转环式机械密封性能的关键结构参数,结果表明,静环和动环的伸出长度对密封性能的影响很小,中间环厚度和密封面宽度对密封性能的影响较大,且中间环厚度及密封面宽度对密封性能的影响是相互独立的;中间环厚度增大时,最高温度和最大等效应力减小,但最大接触压力和泄漏量增大;密封面宽度增大时,最高温度、最大等效应力和泄漏量增加,但最大接触压力减小。对密封环结构进行优化,得出最佳的动静环伸出长度、中间环厚度和密封面宽度,优化后机械密封的最高温度、最大等效应力、最大接触压力下降,对机械密封的运转更为有利。     

封隔器金属密封元件设计及密封特性研究

采用NiTi合金材料设计一种用于压缩扩张式的封隔器的新型金属密封元件,建立密封元件及其组件的数值模型;提出采用最大应力、坐封力和接触应力对密封元件密封性能进行评价,并分析结构参数变化对其密封性能的影响规律。结果表明:最大应力随膨胀环半径和拱形半径单调增加,随承压环宽度、拱形厚度和卸载槽半径先减小再增大;坐封力随承压环宽度、膨胀环半径、拱形半径和拱形厚度单调增加,随卸载槽半径单调减小;接触应力随承压环宽度、膨胀环半径和拱形厚度非线性增大,随拱形半径和卸载槽半径非线性减小。拱形半径和拱形厚度对密封元件密封性能影响较为显著,且适当减小拱形半径或增大拱形厚度可提高其密封性能。     

水冷滚筒密封结构的安全设计与测试

针对水冷滚筒工作时需要经受高温差下进行冷热交互,高转速下实现动静密封,高压力下确保无泄漏等特殊工况,分析水冷滚筒密封结构的设计要求,在结构设计和密封件选择上采取可靠性更高的设计方案。针对该特殊工况下的动密封问题,采取不同材质的2种U形密封圈配对使用方案,从而兼顾了旋转密封结构的抗压能力和抗磨损能力。测试结果表明,针对水冷滚筒特殊工况下的密封结构安全设计是可行的,同时也为同类工程密封问题的解决提供了一种新思路。     

基于马钢能源厂渣浆泵密封的改造研究

针对某渣浆泵原填料密封在使用中存在的问题,采用GY861Ⅰ型集装式机械密封对其进行改造,并介绍集装式机械密封的优点及渣浆泵密封改造、实施步骤。实际生产运行证实了该改造方案的可行性。     

大通径芯轴式悬挂器金属密封结构研究

针对常规悬挂器密封坐挂位置难以判断和密封结构的缺陷问题,对常规套管悬挂器密封结构进行力学计算,研究常规密封结构中接触面的密封宽度和接触压力的影响因素,并对其工作力学机制以及密封结构进行仿真模拟研究,找出现有密封结构存在的问题,并基于椭圆金属密封结构设计理念,结合现有结构的金属密封结构件,进行多种方案设计研究,开发一种锥...     

低滞后刷式密封泄漏特性试验研究

模拟航空发动机静态和动态工况,对低滞后刷式密封的泄漏特性进行试验研究,研究转速、进出口压差和温度等参数对低滞后刷式密封泄漏特性的影响规律;通过普通和低滞后刷式密封的试验对比,研究普通刷式密封的滞后现象,并进行低滞后刷式密封的持久试验。试验结果表明:低滞后刷式密封具有优异的密封性能,在动态试验中,刷丝具有良好的跟随性,缓解了刷丝滞后效应;低滞后刷式密封具有持久保持优异密封性能的潜力。     

高转速磁性液体密封结构的优化设计

普通磁性液体密封装置应用于高转速轴密封时,因离心作用的影响会引起磁性液体出现大量迁移,导致密封性能变差,高转速过程中产生的大量摩擦热引起磁性液体温度升高,导致磁性液体黏度降低、密封性能受损。设计一种适用于高转速的磁性液体密封结构,在普通磁性液体密封结构的基础上通过互换旋转磁极与静止磁极位置,消除离心力对磁性液体的影响;通过增加非导磁套筒,加快热量传递,降低磁性液体温度。对密封结构关键部件的几何参数进行优化,确定磁极和永磁体的径向尺寸、永磁体的轴向长度,优化后密封间隙处磁通密度分布更均匀,磁通密度梯度更大,密封性能最优。通过ANSYS分析,模拟出高转速磁性液体密封结构中磁通密度的分布和极齿上的磁通密度大小,证实密封结构优化的合理性。     

轧机轴承新型防水密封结构的数值分析

基于CFD数值方法多相流k-ε模型,利用FLUENT软件对某钢厂轧机轴承新型防水密封结构的性能进行数值模拟,分析其失效原因,研究防水密封毡圈磨损量、转速、防水节流间隙对防水效果的影响。结果表明,减少防水密封毡圈磨损量、增大转速和减小节流间隙,可提升新型防水密封结构的防水效果。为改善新型防水密封结构的防水性能,提出在间隙出口增设密封圈和将甩水出口改造为槽状结构的方案。结果表明:在间隙出口处增设密封圈可以起到一定的防水作用,但是效果不明显;而将甩水出口改造为槽状结构时,相同条件下间隙出口排水量减少,防水效果有较大改善。     

分瓣式磁脂旋转密封装置耐压性能试验研究

某型大容量蒸发冷却电机上采用的磁脂旋转密封装置具有分瓣结构、运转线速度高、密封间隙大、密封直径大等特点。为测试其耐压性能,建立分瓣式磁脂旋转密封装置耐压性能试验平台,在转轴极齿间及靠近腔体内侧布置压力传感器测点,测试各道磁脂密封耐压压力,研究极齿间距、线速度等参数对分瓣式磁脂旋转密封装置耐压性能的影响。结果表明:各道极齿间的密封耐压性能分布规律与理论值不一致;极齿间距越大,则该道磁脂密封耐压能力相对较高;在一定范围内,线速度对各道磁脂密封耐压能力影响很小。     

汽车驾驶室手摇泵换向芯轴密封结构改进设计

重载汽车驾驶室翻转系统手摇泵的换向芯轴与其配合孔接触面较长,采用的O型橡胶密封圈密封结构泄漏严重,其换向芯轴与配合孔的制造难度也大。提出采用耐磨垫与O型橡胶密封圈的换向芯轴通油孔组合密封方案,对耐磨垫与O型橡胶密封圈进行选型和结构设计。经实际生产和使用验证,采用新的组合密封方案既解决了手摇泵的泄漏问题,同时大大降低了换向芯轴与配合孔的制造难度。     

牙轮钻头单金属密封结构优化研究

牙轮钻头单金属密封结构起到阻碍钻井液进入轴承腔、防止润滑脂泄漏的作用,但是单金属密封结构在高转速、高钻压情况下容易失效。为了提升单金属密封结构的密封性能,使用ABAQUS建立其有限元模型,分析静环斜面倾角、静环楔入角和动密封面长度变化对动密封面接触应力的影响规律。结果表明:静环斜面倾角从13°到21°的变化过程中,最大接触应力逐渐增加,且峰值都出现在动密封面的外侧0.5 mm处;动密封面接触长度从2.5 mm到4.5mm的变化过程中,接触应力逐渐增大,但变化不明显;静环楔入角从1°增至9°时,接触应力呈减小趋势,且变化也不明显,最大值分布在动密封面的外侧。因此,静环斜面倾角对接触应力影响较大,而静环楔入角和动密封面接触长度相对较小。利用正交优化实验进行密封结构的敏感性研究,得到密封结构最优结构参数。优化后最大接触应力增加62.72%,平均接触应力增加17.02%,提高了单金属密封结构的密封性能。     

新型艉轴填料密封结构的设计及试验研究

针对舰船艉轴填料密封寿命短、泄漏量大等问题,设计了新型填料函结构.该结构设计了可沿轴向运动的填料套筒,通过套筒和压盖的共同作用,对填料同时施加拉紧力和压紧力,可有效改善填料内部的受力分布状态,改善了密封效果,提高了填料使用寿命,同时可较好地满足舰船艉轴密封的安装和使用环境.台架试验证明,采用该结构是提高艉轴填料密封性能和使用寿命有效且可行的途径.     

基于泄漏率的软密封截止阀密封力研究

借鉴紧密性概念,将软密封截止阀的泄漏率与所施加的密封力关联起来,提出基于泄漏率的软密封截止阀密封力计算方法。该方法采用泄漏试验及数据回归的方法确定垫片系数,进而计算不同材料软密封截止阀在给定工况下的密封力。以聚全氟乙丙烯(Fs 46)软密封平面截止阀为例进行标准泄漏试验,并将试验值与提出的密封力计算方法的计算结果进行比较。结果表明,提出的密封力计算方法得到的结果与试验验证结果吻合,证明该方法可以准确计算不同材料软密封截止阀基于目标泄漏率的密封力,为指导截止阀的设计提供了理论依据。     

蜂窝密封在小功率汽轮机轴端密封上的应用

蜂窝密封具有良好的密封性能,可以有效地减小泄漏量和提高转子的稳定性。针对某小功率汽轮机轴端密封泄漏严重问题,应用蜂窝密封对其高压端和低压端分别进行改造,并通过仿真分析和实际应用验证改造效果。改造结果表明,蜂窝密封有效地减少了蒸汽的泄漏量,降低了轴承润滑油的乳化程度,一定程度上抑制了转子的流体激振,降低了机组运行的噪声。     

波纹管机械密封减振新结构

对焊接金属波纹管的振动失效进行了分析，介绍了几种减振新结构。