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机械密封面电化学光整加工及其对密封性能影响的基础研究

冯广  
【摘要】:自1885年机械密封在英国获得专利并于1890年开始用于轴承密封以来,机械密封已被广泛应用,虽然机械密封技术并不是核心技术,但是由于机械密封技术能够增长机械设备的使用寿命,渐渐成为过程工业的关键技术,其密封机理的研究、开发、与应用在国内外倍受关注,也有学者做了相关研究,但是这些研究均局限在端面上的宏观尺度槽型上,并未涉及到介尺度方面,基于以上考虑,本文拟研究微尺度槽型对机械密封性能的影响。本文借助雷诺方程理论分析了机械密封端面形成动压承载能力的机理,并分析了机械端面的密封机理。在此基础上,本文设计出了测试机械密封实验性能的实验平台,并对需要测量的不同密封性能的参数选择了传感器,能够测试出开有不同槽型孔的工作端面的密封性能参数。在本文最后,对不同几何形貌的机械密封工作面的密封性能进行了数值模拟计算,得出以下结论:(1)电化学光整加工工艺能够有效地改善机械密封工作面的表面微观形貌的密封工作质量,提高其密封摩擦性能,很大限度地增长其使用寿命能够大大的减少机械工作件的密封维护费用。(2)通过对动力学润滑理论和不同槽型密封机理的研究,可以得出结论,可以通过在密封端面上开设一定形貌的槽型或微孔,在一定压力介质和流体转速的边界条件下,可以实现非接触式零泄漏密封。(3)通过对这两种微观形貌的模拟计算,可以发现球缺形凸起机械端面的密封性能比球缺形微孔机械端面的密封性能要更好,也就是说电化学光整加工后的零件比电火花和激光加工得到的零件密封性能会更好。


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