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《激光加工多孔端面機(jī)械密封的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、碩士論文激光加1=多孔端面機(jī)械密封的數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究摘要摩擦磨損是機(jī)械密封失效的主要原因。本文針對(duì)端面密封在低速高載下油脂無(wú)法充分潤(rùn)滑的問(wèn)題,采用Nd:YAG脈沖激光在不同摩擦副材料表面進(jìn)行激光微孔化處理并進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)。在理論研究方面,建立端面部分微孔機(jī)械密封的分析模型,采用有限差分法求解端面間流體膜控制方程,運(yùn)用自行編制的VC++程序求解控制方程,確定微孔幾何參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件對(duì)密封性能影響規(guī)律,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。以降低泄漏和摩擦為優(yōu)化目標(biāo),確定出最佳的微孔化處理參數(shù),為改善密封系統(tǒng)的潤(rùn)滑狀況提供技術(shù)依據(jù)。實(shí)
2、驗(yàn)研究結(jié)果表明,密封端面微孔的幾何參數(shù)(如微孔半徑、微孔面積密度、微孔深度)和實(shí)驗(yàn)條件(如載荷、轉(zhuǎn)速、潤(rùn)滑油粘度)對(duì)摩擦性能有一定的影響。微孔半徑在50~1001.tm之間時(shí),隨著半徑的增大,摩擦力矩減??;微孔面積密度在3.30/o,,-10%之間時(shí),隨著密度的增大,摩擦力矩降低;微孔深度在101.tm~501.tm之間時(shí),摩擦力矩隨著微孔深度的增大而先減小后增大;隨著轉(zhuǎn)速、載荷、潤(rùn)滑油粘度的增大,摩擦力矩逐漸增大。理論計(jì)算表明,密封端面微孔幾何參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件對(duì)端面間的密封開(kāi)啟力、液膜剛度、密封泄漏率以及摩擦力矩等密封性能有一定
3、的影響。綜合考慮增大動(dòng)壓力,降低摩擦和泄漏,以及兼顧到加工經(jīng)濟(jì)性,選擇微孔半徑為100pm、微孔面積密度為O.2、微孔深徑比e=0.3比較合適;選擇合適的轉(zhuǎn)速,載荷和潤(rùn)滑油粘度,可以有效的降低摩擦力矩,減少泄漏率。對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與計(jì)算結(jié)果,兩者變化規(guī)律基本一致,計(jì)算結(jié)果要比實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏大。關(guān)鍵詞:機(jī)械密封,微孔化,數(shù)值分析,摩擦AbstractFrictionandwearweretheprimarycauseoffailureofmechanicalseals.Inthisstudy,inconsiderationofmechan
4、icalsealsinsufficiencyofoilinlowvelocityandhighload,aDulsedNd:YAGlaserwasadoptedtofabricatethetexturedsurface.Intheoreticalresearch,allanalysismodeIWaSdevelopedformechanicalsealswithalaser-texturedmicro。poresface。111enondimensionalsteady.stateReynoldsequationWaSsolve
5、dbyfinitedifferencemethod.ThecomputingmethodwasprogrammedbyVisualC++.Theeffectsofgeometryparametersandexperimentconditiononthemechanicalsealsperformancesofthepartialfacewithmicro.poreswereanalyzed.Thentheexperimentalvalueswerecomparedtothecalculationalvalues.Optimalg
6、eometryparametersandexperimentconditionwereselectedtogain也elowestleakageandfriction.Experimentalresultsindicatedfrictionalpropertiesweredependentongeometryparametersandexperimentconditionincludeporeradius,areadensitY,poredepth,load,velocityandviscosity.Whentheporerad
7、iuschangedfrom50to100IItm,thefrictiontorquewouldreducewhiletheporeradiusincreased.ThefrictiontorquewouldreducefirstlythenincreaSewiththeincreaseofthevalueofporedepthwhenitsvaluechangedfrom10to501xm.111efrictiontorquewouldincreasewhiletheload,velocityorviscosityincrea
8、sed.Calculationalresultsindicatedthatgeometryparametersandexperimentconditionhadeffectonfilmopeningforce,stiffness,leakageandfricti