基于CFD偏置迷宫密封泄漏特性研究

为了探究偏置状态迷宫密封的泄漏特性,使用ICEM CFD软件对迷宫密封水体模型进行结构化网格划分,并选择标准k-ε湍流模型,以不可压缩流体为工作介质对不同偏心率的迷宫密封进行了数值模拟计算,分析了不同间隙和压比对偏置迷宫密封泄漏特性的影响。结果表明:迷宫密封在偏心率不变的情况下,密封泄漏量随着节流间隙的增大而增加;密封泄漏量随着压比的增大而增加,且在高压比工况下,泄漏量随偏心率的变化更加明显。     

燃气轮机旋向槽?迷宫密封结构设计与动力学分析

流体密封技术是燃气轮机设计的重要部分之一,被用于减少泄漏和提高燃气轮机的效率。在传统迷宫密封结构的基础上,设计一系列具有旋向槽的密封叶片,对级间射流进行分流和导向,以降低环流速度,从而获得一种动力学性能更优的旋向槽?迷宫密封结构。通过Fluent求解新结构与传统结构的流场,并对其动力学特性与泄露性能进行对比分析。结果表明:旋向槽的添加可以大幅降低工质的环流速度,在齿顶间隙与腔室内分别可获得约44.47%、71.56%的降幅;相比传统迷宫密封,旋向槽?迷宫密封可获得约4.2%的直接刚度提升与33.4%的交叉耦合刚度降低,但同时会带来3.2%的泄漏量提升;旋向槽周向宽度0.6°、深度6 mm、轴向偏转角60°并在周向均布16个时,能获得较好的动力学特性与尽可能低的泄露量。     

电液束加工3J21合金试验研究

以3J21合金为试验对象,采用电液束加工方法,开展了直线凹槽、窄缝的加工试验研究,探索电液束加工微结构的可行性。以凹槽宽度、深度作为评价指标,重点研究了加工电压、加工时间、电解液压力等主要工艺条件对凹槽形貌的影响规律。在优选的工艺条件下,可获得宽度100~150μm、深度50~100μm的凹槽及宽度160μm的规整窄缝。     

织构设计对润滑脂密封副密封特性影响的数值模拟

目的 探究织构设计对润滑脂密封副密封性能的影响规律,得到织构化设计的最佳结构参数和工况条件。方法 基于润滑脂Herschel-Bulkley流变模型和非接触机械密封原理,选择直线型沟槽织构建立端面密封模型。采用数值模拟方法分析不同倾斜角和转速下密封间隙的流场规律,进一步对密封副泄漏量的影响因素进行系统探究。结果 倾斜角不同,泄漏量随转速的变化规律不同。倾斜角为30°时,泄漏量随转速的提升而增大;倾斜角为35°时,泄漏量较小,且随转速变化不大;倾斜角为40°,且转速大于2 000 r/min时,泄漏量几乎为0;倾斜角大于等于45°,且转速大于1 000 r/min时,流体反向泵送,无泄漏。密封间隙和介质初始温度是影响泄漏的主要因素,泄漏量随密封间隙和介质温度的增大而增大。一定范围内,增加沟槽数量和长度也可减少泄漏。最佳织构参数和工况条件为倾斜角40°,槽数14,槽长8 mm,槽宽1.5 mm,密封间隙0.03 mm,槽深0.07 mm,温度小于320 K,转速大于2 000 r/min。结论 织构设计能有效抑制流体端面泄漏,润滑脂非牛顿特性对密封副间隙流场有显著影响,后续润滑脂密封副设计...     

基于FLUENT的直通式迷宫密封结构的优化

针对当前广泛使用的往复式迷宫密封式压缩机中迷宫密封结构进行深入研究,将迷宫密封内部结构尺寸和形状进行一定程度的更改并应用FLUENT软件进行仿真。结果表明:当迷宫密封节流片倾斜角度达到60°、空腔背部更改成倒圆形状后,有助于增加间隙阻力、加剧空腔中能量的转化与耗散,使泄漏量在原设备基础上减少2%～4%左右,密封能力提高。而迷宫密封中的压力与原结构下的变化情况基本一致,压力的残余值接近于常压。     

超高压水射流中的动密封技术

泄漏量的大小对超高压液压系统的影响十分大。介绍超高压水射流中几种常见的动密封。主要分析了在超高压状态下活塞往复运动中采用的间隙密封的原理,建立了间隙密封套筒加工精度、厚度、系统压力、泄漏量之间的关系模型,为间隙密封设计提供依据。     

高温合金切削刀具表面凹槽织构参数的优化研究

为获得切削性能优异的镍基高温合金专用切削刀具,采用有限元仿真和切削试验研究车刀前、后刀面直线型织构凹槽的织构角度、凹槽间距和凹槽宽度对镍基高温合金GH4169切削过程中切削力和切削温度的影响规律。仿真结果表明:前刀面织构能降低刀具切削力和切削温度;与织构间距和凹槽宽度相比,凹槽织构的角度对刀具切削力和切削温度的影响更显著;当在刀具前刀面平行主切削刃建立凹槽状织构,织构间距60μm、凹槽宽度20μm时,切削力较低,切削温度最低。同时,切削试验显示平行于切削刃的织构刀具耐磨损性能和切削寿命均最好。织构刀具的工作寿命相比于无织构刀具提升了66.7%。     

液压冲击器迷宫密封的设计研究与仿真分析

针对液压冲击器密封泄漏问题,利用数值计算方法对活塞与中缸体的各种迷宫密封形式进行仿真研究,确定其流场和速度场分布,计算出各种迷宫形式的泄漏量,从而找出最优的迷宫设计方法以指导设计改进.     

纳秒脉冲激光对表面织构参数影响研究

表面微织构具有良好的减摩作用,刀具表面微织构的应用受到国内外学者的广泛关注。针对激光技术在表面微织构制备中的应用,利用红外脉冲纳秒激光雕刻机在YT15刀片表面制备出单脉冲织构、连续线性凹槽织构,分析单脉冲功率及相邻两脉冲光斑重叠面积百分比对织构参数的影响。结果表明:随着激光功率的增加,单脉冲织构的直径、深度、重铸层高度、重铸层宽度均增加;随着相邻两脉冲光斑重叠面积百分比增加,连续线性凹槽织构的深度、宽度、重铸层高度均增加,而重铸层宽度减小;与同功率单脉冲织构相比,连续脉冲的织构深度、重铸层高度、重铸层宽度均大于单脉冲织构,连续脉冲的织构宽度小于单脉冲织构直径。该研究为特定尺寸表面微织构制备提供参考。     

基于声发射技术的液压滑阀内泄漏特征提取

针对液压滑阀在声发射技术下内泄漏信号样本采集不足、变量因素考虑不全的问题,搭建了声发射内泄漏检测实验系统。以公称通径为10 mm、16 mm、20 mm的液压滑阀为研究对象,通过改变阀芯直径、间隙高度、密封长度及滑阀上下游压差对液压滑阀进行声发射信号采集并记录实际内泄漏率。对180个工况内泄漏信号定阶后基于Burg算法进行AR模型功率谱分析,并提取能量特征分析内泄漏率与敏感特征关系。结果表明,能量特征能有效区分不同间隙高度的内泄漏率,并成功判断内泄漏率是否大于40 ml/min。     

硬质合金表面微凹槽激光加工工艺试验研究

为了在硬质合金材料上得到不同微凹槽织构尺寸的加工参数,采用Nd∶YAG激光微加工系统进行微凹槽造型。利用单因素分析法分析了泵浦电流和扫描速度对微凹槽参数的影响。通过WYKO-NT1-100三维形貌分析仪研究了试样的表面织构形貌。结果表明:泵浦电流对微凹槽织构的宽度和深度影响都很大,而扫描速度主要影响微凹槽的深度及底部质量。当扫描速度为8 mm/s时,微凹槽的深度最大,底部质量最好。     

高速旋转接头中液压控制密封间隙原理分析

高速旋转接头是板材开卷机及卷取机涨缩机构上的关键部件,在高速旋转接头中,当固定件与旋转件采用间隙密封时,密封间隙会由于外界干扰发生变化,导致磨损加剧或泄漏增加.针对上述问题,在设计中采用了液压反馈控制密封间隙机构,以保证固定件与旋转件在工作时密封间隙恒定,只产生黏性的液体摩擦.并利用流体力学的理论,详细分析了液压反馈控制原理,为反馈控制式旋转接头的研制提供了理论依据.     

基于AMESim的间隙密封伺服缸位置控制参数优化

活塞与缸筒之间的间隙值是间隙密封伺服液压缸设计的重要参数。分析阀控间隙密封伺服液压缸的数学模型,并在AMESim中建立模型,采用遗传算法对间隙值和位置控制参数进行优化。结果表明:间隙值是影响间隙密封伺服缸位置控制的关键因素;优化后的间隙值和控制参数能很好地提高位置控制的动态品质,并且泄漏量也较小。     

表面微沟槽车刀的切削试验与性能分析

采用二极管泵浦ND.YAG激光器,在YG6X硬质合金刀片上加工出具有一定尺寸和分布的凹槽织构,并以此刀片对6061-T6铝合金棒料进行切削加工对比试验。结果表明:与无织构刀具相比,较优参数的凹槽织构刀具的主切削力Fz的波动幅度减小,峰值切削力的均方根值和均值分别减小了约10%和9%。且凹槽间距越小,Fz越小,稳定性越好。采用光学显微镜对切削后的刀片进行检测,发现适当的凹槽几何参数能提高刀具的切削性能。凹槽间距和凹槽方向对织构刀具的抗粘性能有较大的影响,凹槽间距越小,凹槽方向与切屑流向的夹角越大,切屑与刀具的粘结程度越轻。不恰当的凹槽间距和方向,不仅不会提高刀具的性能,反而会显著增大刀具的磨损。     

椭圆微织构结构参数对气膜浮环密封性能的影响

目的 提高以气体作为润滑介质的织构化浮环密封的密封性能,为气膜浮环密封的优化设计提供理论基础。方法 基于气体润滑理论,建立了表征织构化密封环间隙气体流动状态的物理方程,采用有限差分法对控制方程进行数值求解,以气膜浮升力最大和泄漏率最小为优选目标,分析特定工况条件下椭圆微织构孔结构参数对密封性能的影响规律,获得密封性能优良的结构参数的优选范围。结果 随着转速和压力的提高均可增强动压效应,提高气膜浮升力。泄漏率随着压力的增加显著升高,但随着转速的提高缓慢下降。椭圆微织构孔几何结构参数对浮环密封气膜浮升力数值的影响因素主次顺序为：面积率>形状比>织构深度>旋转倾角。对密封装置的泄漏率数值的影响因素主次顺序为：织构深度>形状比>面积率>旋转倾角。在转速和压力分析范围内,浮环密封的润滑与密封性能受轴套表面织构几何参数的影响,推荐优先选择的椭圆织构结构参数为：形状比γ=3∶1,面积率Sp=11%,旋转倾角β=0°和织构深度ht=1μm,以获得良好的密封性能。结论 微织构的存在可以改善浮环密封的密封性能,选择合适的表面织构参数能起到减摩润滑的效果。研究结果可为气膜...     

压力容器密封失效泄漏声发射检测

主要通过介绍两台压力容器密封失效泄漏的声发射检测案例,分析了压力容器密封失效泄漏时声发射信号特性。检测结果显示当泄漏介质为液体时,密封失效泄漏信号为幅度较低的连续型信号,中心频率约为10～50 kHz;当泄漏介质为气体时,泄漏信号为幅度较高突发型信号占优的混合型信号,中心频率约为100～400 kHz,此类信号能通过时差定位方法实现定位。检测结果为类似压力容器泄漏声发射检测提供了参考。     

水润滑高速电主轴轴承零泄漏密封结构设计与仿真分析

文章设计一种新型的迷宫密封与高压气体密封相结合的密封方式，利用Gambit和Fluent相关计算流体动力学软件，基于两相流和瞬态模型模拟新型密封方式的密封原理，分析该系统的内部流场和压力分布。根据不同入口压力和密封间隙条件下的气液两相图，进行对比分析，确定最优密封压力和密封间隙。分析结果表明该非接触、动力密封结构密封效果良好，为水润滑高速电主轴轴承密封结构的设计提供了新的思路。     

软接触电磁连铸硬铝合金圆坯结晶器透磁性能模拟

设计了用于硬铝合金软接触电磁连铸的圆坯结晶器,模拟计算了不同结构方案对结晶器透磁性能的影响差异,研究了结晶器内壁的厚度,内壁上的开缝数、缝隙高度、缝隙宽度等结构因素对结晶器透磁性能的影响规律。结果表明:①硬铝合金圆坯结晶器4种方案中,单纯石墨隔离结晶器透磁性能最好,内壁未开缝的结晶器透磁性能最差,内壁开缝以及内壁与石墨衬套均开缝两种情况结晶器透磁性能较好②结晶器内壁所开缝隙高度增加,磁感强度随之增加,对于本文设计的结晶器结构(感应线圈高为0.06m),当开缝高度小于0.05m时,缝高每增加0.01m,磁感强度增加约2mT;缝高大于0.05m之后,增加缝高磁感强度增幅趋缓。③结晶器内壁所开缝隙宽度增加,磁感强度随之增加,变化关系可分3段:缝宽为0.1~0.3mm磁感强度未有明显增加;缝宽为0.3~1.1m磁感强度有较明显增加,缝宽每增加0.1mm磁感强度约增加0.5mT;缝宽为1.1~2mm磁感强度增幅明显放缓。④结晶器内壁所开缝隙之间间距减少,磁感强度随之增加,变化关系可分两段:缝间间距为0.08~0.025m,随着间距的减小,磁感强度增幅不明显;缝间间距在0.025m以下,随着间距的减小,磁感强度呈指数关系...     

液压元件配合间隙流体特性研究

液压元件是液压系统基本组成单元,应用十分广泛,元件结构中存在大量间隙配合,包括平面结构、锥面结构、环状结构、线状结构等,配合间隙是否科学合理,极大地影响元件性能以及工作寿命。针对液压元件配合间隙开展研究,对间隙中摩擦磨损机制、间隙润滑机制进行分析,通过仿真研究了间隙内油液温度变化对元件性能的影响,研究表明:随活塞运动频率增大,间隙内油温升高,密封结构泄漏量随之增大,液压元件容积效率下降;同时分析了间隙内油膜初始温度与油液温升和泄漏量的关系,获得了间隙内油液温度和泄漏量均随初始温度升高而增大的结论,该研究结果可做为设计与使用人员参考。     

基于AMESim的液压振动系统建模及仿真研究

以声波钻进液压振动头为研究对象,利用AMESim软件对液压振动系统进行了建模和仿真分析,探讨了系统压力、供油流量对液压振动系统各参数的影响规律,并对液压振动系统的泄漏进行了分析。结果表明;振动活塞的振幅、速度随着系统压力和供油流量的增加而增大,且振动活塞的振幅近似呈线性增加;间隙越大,泄漏越严重,并且间隙的大小对泄漏量影响较为显著;密封长度越大,泄漏越小;系统压力越大,泄漏量也增加。