螺旋槽机械密封液膜流场的动力特性分析

以外侧开槽的螺旋槽机械密封动静环端面间的流体膜为研究对象,建立其三维的有限元周期模型,运用流体力学(CFD)软件Fluent对流场的动力特性进行数值模拟,得到液膜的压力以及开启力的分布规律,并与解析计算得出的结果进行比较,结果表明:模拟值和解析值比较吻合,从而得到合理的液膜数值模拟方法;然后以此模型为基础,数值模拟了工况参数(转速、压差、黏度)和螺旋槽参数(螺旋角、槽深)对液膜流场的泄漏量、摩擦扭矩以及动压特性和开启力的影响规律,研究结果为螺旋槽机械密封的设计提供了有益的参考。     

上游泵送螺旋槽机械密封优化设计

不同尺寸密封环结构参数选取也不一样。通过Fluent软件仿真出压力分布,探讨3个主要参数的选取趋势。为了进一步提高螺旋槽上游泵送的密封性能,对螺旋槽的结构进行优化,保持坝区和堰区不变, 仅改变螺旋槽底部形状及螺旋槽形态,将等深螺旋槽变成收敛型渐深槽。对比分析等深槽、不等深槽的密封性能,结果表明：收敛型锥度不等深槽密封性能最佳。在此基础上,研究结构参数对收敛型渐深槽密封性能的影响     

考虑涡动工况的螺旋槽液膜密封性能分析

为进一步探索液膜密封性能影响机制,以上游泵送螺旋槽液膜密封为研究对象,基于满足质量守恒的Schnerr-Sauer空化模型,建立密封环涡动模型并基于圆形涡动轨迹,探讨了不同操作工况如压差、转速和膜厚时,涡动方向对密封性能和液膜空化影响。结果表明：正向涡动在变压差和变转速时均可提升液膜承载能力但加剧了泄漏量,反向涡动虽减小泄漏量但较大幅度降低液膜承载能力,不利于密封稳定性;变膜厚时,反向涡动显著降低液膜承载能力,而较大膜厚时正向涡动提升液膜承载能力相对较小;正向涡动有效促生液膜空化,而反向涡动在变压差时有助于抑制液膜空化但低速时对其无影响,并且受膜厚影响较小     

基于Fluent两种螺旋槽密封微间隙三维流场分析

应用UG三维建模软件建立两种不同形式的螺旋槽密封结构,用Gambit软件对其进行网格划分,并利用流体动力学求解工具Fluent对两种形式螺旋槽密封的微间隙三维流场进行了模拟仿真。研究表明：两种形式的螺旋槽均可以产生明显的动压效应;在一定转速范围内端面总压随着转速升高而增强;开于密封端面间的螺旋泵送槽相比于同类开于外径处的螺旋槽流体动压效应更为明显,形成的流体润滑膜更为稳定。     

机械密封系统流场气穴特性数值分析

针对机械密封腔内流场在一定区域内会产生气穴的现象,建立密封腔的几何仿真模型。利用商业分析软件结合多相流模型对机械密封腔内流场的气穴现象进行数值模拟及优化,获得了机械密封腔内流场的气穴位置和分布情况。分析进口压力、转速对气穴产生的影响,并利用克里金(Kriging)插值方法对其组合进行优化。结果表明:在相同的初始条件下,不同冲洗液的进口压力和转速都对密封腔内气穴的产生具有促进或抑制作用;通过Kriging插值和误差分析,缩小了对气穴现象产生抑制的进口压力和转速组合的范围。     

干气密封气膜流变特性对摩擦特性影响研究

干气密封是高速轴重要的密封形式,通过螺旋槽密封设计改变其接触间隙流变特性是改善其摩擦磨损的重要手段。在传统研究中,密封接触面开槽区的间隙导致的气膜分布不均极易被忽略,从而使流变特性分析产生误差,给摩擦特性研究带来影响。在平板模型的基础上,考虑气膜分布不均匀性,提出平均间隙模型用于描述干气密封开槽区气体流变特性,实现接触界面摩擦力矩计算,使数值计算误差减小。通过对气膜流变特性数值模拟,确定了关键参数黏度与流变特性的关系,获得了转速等工况参数和螺旋槽结构参数对气膜摩擦特性的影响规律。     

带槽轧辊真空密封造型铸造成型工艺

概述了带槽轧辊的制造工艺,提出了带槽轧辊真空密封造型铸造成型新工艺（V法）,介绍了V法工艺数值模拟软件的特点及功能,并通过试验证明了该工艺的可行性,及成型的带槽轧辊具有尺寸准确,表面光洁、无裂纹,轧槽工作面硬度高等优点。     

螺旋槽管材滚压成形过程的有限元分析

利用ANSYS有限元分析软件中的LS-DYNA求解器,分别采用球形和带过渡圆弧的三角形滚压辊,对螺旋槽管材滚压成形过程进行了数值模拟,得到了应力和应变分布规律、金属变形流动规律以及滚压力大小.根据有限元计算结果,分析了不同辊型的滚压辊和螺旋槽管的主要结构参数对滚压力的影响规律以及螺旋凹槽处壁厚的变化规律.通过试验验证了用有限元法进行螺旋槽管材滚压成形过程数值模拟的可靠性,为确定滚压力和槽深之间的关系提供了必要的指导依据.同时,为进一步研究螺旋槽管在滚压过程中的力学性能奠定了一定的理论基础.     

密封槽结构形式对液压缸内泄漏的数值分析(英文)

针对低摩擦液压缸间隙密封的结构形式,通过CFD软件对3种不同结构的密封槽泄露情况进行分析,得到3种不同结构时液压缸的效率。通过对比分析得出间隙密封的最优结构形式,为液压缸密封形式的合理设计和选用提供了依据。     

多孔端面机械密封三种不同型腔微孔膜压数值模拟

为了对比球缺槽、圆台槽、圆柱槽激光加工多孔端面机械密封结构产生的动压效应强弱,运用UG建模软件分别建立3种不同型腔微孔的流体动力学分析模型,应用流体动力学求解工具Fluent对3种形式型腔微孔进行仿真。结果表明:在相同工况条件下,增大转速、提高介质黏度、在保证密封环非接触前提下减小密封间隙、深径比选择在0.07~0.1之间可以明显提高动压效应;圆柱槽微孔具有更大的动压效应,将圆柱槽作为激光加工多孔端面密封开槽形式是最佳选择。     

二硫化钼固体干膜润滑涂层的性能对比研究

目的为了在产品加工过程中快速选择合适的二硫化钼涂料进行涂覆,对国内目前性能较优异的三种二硫化钼涂料进行相关性能检测。方法依据AS5272C《热固型防腐蚀干膜润滑剂采购规范》中规定的试验项目进行检测,包括附着力、耐铝腐蚀、亚硫酸盐雾、中性盐雾、耐高低温、耐液性、耐磨寿命、承载能力、固体含量。结果 HM-1700二硫化钼涂层除耐磨寿命外,其余性能均符合标准要求,而HD-02和HR-7301C二硫化钼涂层只有耐中性盐雾试验和耐磨寿命不符合标准要求。结论 HD-02和HR-7301C适用于重载、无长时间滑动摩擦的一般腐蚀环境下使用的零件,HM-1700适用于重载、无长时间滑动摩擦的腐蚀较恶劣环境(尤其是海洋大气环境)下使用的零件。     

Classification and Characteristics of Materials for Metallic Seals

Criteria for choosing steels, alloys, and coatings for elastic metallic seals of detachable joints (DJ) of high-power liquid-propellant engines (LPE) are considered. The correctness of the choice of materials and coatings made in accordance with the developed criteria has been confirmed by reliable operation of LPE employed in advanced Énergiya, Zenit, and Atlas rocket carriers and the Énergiya-Buran space rocket system.     

螺旋电极电化学机械复合抛光的试验研究

介绍了一种使用螺旋式线型工具电极的电化学机械抛光新工艺.通过试验分析了加工过程中电化学机械复合作用机理及主要工艺参数对加工件表面质量的影响,实现了将较高的表面粗糙度值降至Ra0.25 μm以下的加工效果.     

电弧离子镀多层Ti/TiN厚膜组织和力学性能研究

采用电弧离子镀技术在钛合金(Ti6Al4V)上制备了Ti/TiN/┄/Ti/TiN多层厚膜,膜层厚度为21.6 μm～25.6 μm,对不同Ti/TiN调制周期的多层膜物相、形貌、附着力和硬度进行了分析.结果表明:随膜层中Ti比例增加,膜层附着力增加,但膜层维氏硬度变化不大.     

Tribological Characteristics and Cutting Performance of Lubricant Esters for Semi-dry Machining

In semi-dry machining, such as minimal quantity lubrication (MQL) machining, a very small amount of a lubricant plays an Important role to achieve a successful operation. This study investigates the tribological behavior of lubricants for semi-dry application in connection with their cutting performance. In MQL turning, synthetic biodegradable esters are superior to a vegetable oil and provide the satisfactory cutting performance compared with a conventional cutting fluid of flood supply. Their tribological action is further evaluated with the aid of tool surface analysis and the adsorption characteristics of a model ester are fundamentally examined using a controlled atmosphere machining apparatus.     

阿基米德曲线槽数控编程方法的研究

以阿基米德曲线槽零件的数控加工为例,介绍这一类曲线两种不同的数控编程方法,即宏程序和CAM自动编程,为数控编程及操作者提供一些有益的帮助。     

螺旋埋弧焊接管线管机械性能影响因素的分析

分析了卷板质量、成型应力、水压试验及包申格效应等因素对螺旋埋弧焊管机械性能的影响,提出通过调整卷板化学成分,改进轧制工艺和成型工艺,减小包申格效应的影响来提高螺旋埋弧焊管的机械性能,以满足未来输油、输气管线的要求。     

斜槽内环零件温径向挤压的研制

介绍了斜槽内环零件的温径向挤压工艺及三瓣模的设计、模具结构及主要零件的设计及选材．     

三维槽型重车削刀片有限元模拟仿真与试验研究

以热力耦合和温度场模型、材料本构关系及断裂准则等数学模型为理论基础,采用人工加密网格和软件自划分网格两种不同的方法,对自行开发的硬质合金三维复杂槽形重车削刀片的切削过程进行了有限元模拟仿真,并对仿真结果进行了试验验证。研究结果表明:在不同的切削条件下,采用人工加密网格,主切削力的仿真精度在14%～20%左右,而采用软件自划分网格,主切削力的仿真精度达到30%以上;另外,温度方面的仿真,采用人工加密网格比软件自划分网格的仿真结果更符合金属切削原理中切削温度的相关理论。故对重型刀片进行有限元分析时,采用人工加密网格的方法更有利于定性分析和找到刀片优化设计的正确方向。     

高碱度连铸结晶器保护渣液渣膜粘度特性研究

在包晶钢板坯连铸生产过程中,通常使用结晶性能较强的高碱度保护渣以减小渣膜传热量,但易引起摩擦力增大的问题。通过计算和实验,模拟讨论了高碱度保护渣析晶后液渣膜成分和粘度变化趋势。结果表明随着枪晶石的析出,剩余液渣膜碱度降低、粘度增大,特别是析出量超过40%之后这种趋势更加突出。为此提出通过提高保护渣原始碱度以减小析晶对液渣膜粘度性能影响的研究思路,并初步讨论了提高碱度后保护渣的粘度特性变化趋势,结果表明当碱度大于1.3时,熔渣粘度明显减小,且粘温特性相对稳定。可为高拉速包晶钢板坯连铸保护渣设计提供参考。