摩擦副表面微結(jié)構(gòu)在機(jī)械密封中的應(yīng)用基礎(chǔ)研究
發(fā)布時(shí)間:2022-12-10 02:39
合適的摩擦副表面微結(jié)構(gòu)能有效降低機(jī)械裝置運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的摩擦、磨損,提高運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定性。摩擦副表面微結(jié)構(gòu)的改變不僅體現(xiàn)在有意識(shí)的開(kāi)設(shè)參數(shù)不同的規(guī)則微型槽,加工方法產(chǎn)生的不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)密封性能產(chǎn)生影響。因此,研究不同加工方法處理的摩擦副端面微結(jié)構(gòu)在機(jī)械密封中的應(yīng)用具有十分重要的意義。本文以磨削加工和電化學(xué)光整加工的摩擦副表面微結(jié)構(gòu)為主要研究對(duì)象,結(jié)合分形幾何理論旨在探討摩擦副表面微結(jié)構(gòu)對(duì)流體動(dòng)壓潤(rùn)滑和微觀流體動(dòng)壓效應(yīng)的影響,并通過(guò)對(duì)比研究以期選擇最優(yōu)加工方法處理摩擦副端面。首先,基于運(yùn)用在可變流體動(dòng)力潤(rùn)滑的Reynolds方程,探討了表面微結(jié)構(gòu)在機(jī)械密封中作用機(jī)理;其次,結(jié)合磨削和電化學(xué)光整加工兩種方法的真實(shí)表面輪廓結(jié)合分析幾何理論,應(yīng)用Matlab編程軟件,通過(guò)W-M分形函數(shù)表征出表面粗糙度,并建立兩種方法的二維和三維表面輪廓;最后,利用Ansys分析軟件,對(duì)磨削加工、研磨加工和電化學(xué)光整加工三種加工方法的表面微結(jié)構(gòu)還原,并對(duì)其仿真分析,揭示工況條件對(duì)流體動(dòng)壓效應(yīng)的變化規(guī)律。研究表明:(1)摩擦副端面不平表面微結(jié)構(gòu)能形成楔形間隙,產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)。(2)通過(guò)在摩擦副端面開(kāi)設(shè)各種形狀、大...
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 摩擦現(xiàn)象概括
1.1.2 機(jī)械密封概述
1.2 課題的提出
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和技術(shù)路線
1.4.1 研究目標(biāo)
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 研究方法
1.4.4 技術(shù)路線
第二章 規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)對(duì)流體動(dòng)壓效應(yīng)影響
2.1 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)
2.1.1 流體動(dòng)力潤(rùn)滑及潤(rùn)滑膜形成原理
2.1.2 微觀流體動(dòng)壓效應(yīng)
2.1.3 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑Reynolds方程的推導(dǎo)
2.2 規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)
2.3 三種微孔端面規(guī)則槽型動(dòng)壓效應(yīng)仿真模擬
2.3.1 幾何模型
2.3.2 網(wǎng)格劃分
2.3.3 基本假設(shè)和控制方程
2.3.4 邊界條件設(shè)置
2.3.5 模擬計(jì)算
2.3.6 三種端面壓力分布規(guī)律
2.3.7 工況參數(shù)對(duì)液膜壓力的影響
2.3.8 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 加工方法與不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)的關(guān)系
3.1 不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)
3.1.1 磨削加工
3.1.2 電化學(xué)光整加工
3.2 分形幾何理論表征表面微結(jié)構(gòu)
3.2.1 分形幾何概述
3.2.2 不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)的分形函數(shù)
3.2.3 兩種加工方法的分形表面模擬
3.3 三種常用精加工方法的表面微結(jié)構(gòu)模擬分析
3.4 表面微觀形貌對(duì)動(dòng)壓效應(yīng)的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 機(jī)械密封實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
4.1 實(shí)驗(yàn)裝置要求
4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基本構(gòu)成
4.3 電機(jī)的選型
4.4 密封腔的設(shè)計(jì)
4.5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.6 測(cè)試系統(tǒng)選擇
4.6.1 液膜厚度的測(cè)量
4.6.2 液膜壓力的測(cè)量
4.6.3 密封環(huán)振動(dòng)的測(cè)量
4.6.4 泄漏量的測(cè)量
4.7 數(shù)據(jù)采集裝置的選擇
4.8 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間主要研究成果
參與項(xiàng)目
發(fā)表論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Fluent兩種螺旋槽密封微間隙三維流場(chǎng)分析(英文)[J]. 王曉崗,阿達(dá)依·謝爾亞孜旦. 機(jī)床與液壓. 2017(24)
[2]表面織構(gòu)對(duì)內(nèi)燃機(jī)缸套-活塞環(huán)系統(tǒng)摩擦性能的影響[J]. 苗嘉智,郭智威,袁成清. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]結(jié)合面形貌特性對(duì)模態(tài)耦合不穩(wěn)定系統(tǒng)的影響[J]. 李小彭,潘五九,高建卓,李樹(shù)軍,趙光輝,聞邦椿. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]配副金屬表面粗糙度對(duì)丁腈橡膠O型圈摩擦學(xué)特性的影響[J]. 沈明學(xué),董峰,彭旭東,孟祥鎧,王玉明. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]表面織構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究回顧及展望[J]. 王靜秋,王曉雷. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(23)
[6]Improving Tribological Performance of Gray Cast Iron by Laser Peening in Dynamic Strain Aging Temperature Regime[J]. FENG Xu,ZHOU Jianzhong,MEI Yufen,HUANG Shu,SHENG Jie,ZHU Weili. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
[7]電化學(xué)光整加工的進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 阿達(dá)依·謝爾亞孜旦,庫(kù)蘭·庫(kù)龍卡可,買(mǎi)買(mǎi)提明·艾尼,周進(jìn)錦. 機(jī)床與液壓. 2011(24)
[8]孔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)端面密封壓力場(chǎng)特性的影響[J]. 丁雪興,佘志剛,王燕,朱麗,楊環(huán). 蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[9]基于ANSYS CFX的多孔端面機(jī)械密封膜壓分析[J]. 陳匯龍,陳萍,丁郁華,翟曉,黃建平,彭正東. 潤(rùn)滑與密封. 2010(11)
[10]基于CFD的螺旋槽干氣密封端面流場(chǎng)流態(tài)分析[J]. 丁雪興,富影杰,張靜,張偉政,俞樹(shù)榮. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(04)
碩士論文
[1]表面微觀幾何形貌對(duì)液膜形成及其影響的研究[D]. 江麗汗·冬德?tīng)柡?新疆大學(xué) 2017
[2]微造型在機(jī)械密封作用中若干關(guān)鍵問(wèn)題的探討[D]. 張紅欣.新疆大學(xué) 2017
[3]基于電化學(xué)光整加工的機(jī)械密封工作面磨損特性的研究[D]. 古麗孜依娜·馬哈孜.新疆大學(xué) 2012
本文編號(hào):3715885
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.1.1 摩擦現(xiàn)象概括
1.1.2 機(jī)械密封概述
1.2 課題的提出
1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.4 課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和技術(shù)路線
1.4.1 研究目標(biāo)
1.4.2 研究?jī)?nèi)容
1.4.3 研究方法
1.4.4 技術(shù)路線
第二章 規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)對(duì)流體動(dòng)壓效應(yīng)影響
2.1 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論基礎(chǔ)
2.1.1 流體動(dòng)力潤(rùn)滑及潤(rùn)滑膜形成原理
2.1.2 微觀流體動(dòng)壓效應(yīng)
2.1.3 流體動(dòng)壓潤(rùn)滑Reynolds方程的推導(dǎo)
2.2 規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)
2.3 三種微孔端面規(guī)則槽型動(dòng)壓效應(yīng)仿真模擬
2.3.1 幾何模型
2.3.2 網(wǎng)格劃分
2.3.3 基本假設(shè)和控制方程
2.3.4 邊界條件設(shè)置
2.3.5 模擬計(jì)算
2.3.6 三種端面壓力分布規(guī)律
2.3.7 工況參數(shù)對(duì)液膜壓力的影響
2.3.8 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析
2.4 本章小結(jié)
第三章 加工方法與不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)的關(guān)系
3.1 不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)
3.1.1 磨削加工
3.1.2 電化學(xué)光整加工
3.2 分形幾何理論表征表面微結(jié)構(gòu)
3.2.1 分形幾何概述
3.2.2 不規(guī)則表面微結(jié)構(gòu)的分形函數(shù)
3.2.3 兩種加工方法的分形表面模擬
3.3 三種常用精加工方法的表面微結(jié)構(gòu)模擬分析
3.4 表面微觀形貌對(duì)動(dòng)壓效應(yīng)的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 機(jī)械密封實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)
4.1 實(shí)驗(yàn)裝置要求
4.2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的基本構(gòu)成
4.3 電機(jī)的選型
4.4 密封腔的設(shè)計(jì)
4.5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
4.6 測(cè)試系統(tǒng)選擇
4.6.1 液膜厚度的測(cè)量
4.6.2 液膜壓力的測(cè)量
4.6.3 密封環(huán)振動(dòng)的測(cè)量
4.6.4 泄漏量的測(cè)量
4.7 數(shù)據(jù)采集裝置的選擇
4.8 本章小結(jié)
第五章 全文總結(jié)與展望
5.1 總結(jié)
5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間主要研究成果
參與項(xiàng)目
發(fā)表論文情況
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于Fluent兩種螺旋槽密封微間隙三維流場(chǎng)分析(英文)[J]. 王曉崗,阿達(dá)依·謝爾亞孜旦. 機(jī)床與液壓. 2017(24)
[2]表面織構(gòu)對(duì)內(nèi)燃機(jī)缸套-活塞環(huán)系統(tǒng)摩擦性能的影響[J]. 苗嘉智,郭智威,袁成清. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2017(04)
[3]結(jié)合面形貌特性對(duì)模態(tài)耦合不穩(wěn)定系統(tǒng)的影響[J]. 李小彭,潘五九,高建卓,李樹(shù)軍,趙光輝,聞邦椿. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(05)
[4]配副金屬表面粗糙度對(duì)丁腈橡膠O型圈摩擦學(xué)特性的影響[J]. 沈明學(xué),董峰,彭旭東,孟祥鎧,王玉明. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2016(03)
[5]表面織構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究回顧及展望[J]. 王靜秋,王曉雷. 機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(23)
[6]Improving Tribological Performance of Gray Cast Iron by Laser Peening in Dynamic Strain Aging Temperature Regime[J]. FENG Xu,ZHOU Jianzhong,MEI Yufen,HUANG Shu,SHENG Jie,ZHU Weili. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2015(05)
[7]電化學(xué)光整加工的進(jìn)展及其應(yīng)用[J]. 阿達(dá)依·謝爾亞孜旦,庫(kù)蘭·庫(kù)龍卡可,買(mǎi)買(mǎi)提明·艾尼,周進(jìn)錦. 機(jī)床與液壓. 2011(24)
[8]孔結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)端面密封壓力場(chǎng)特性的影響[J]. 丁雪興,佘志剛,王燕,朱麗,楊環(huán). 蘭州理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(06)
[9]基于ANSYS CFX的多孔端面機(jī)械密封膜壓分析[J]. 陳匯龍,陳萍,丁郁華,翟曉,黃建平,彭正東. 潤(rùn)滑與密封. 2010(11)
[10]基于CFD的螺旋槽干氣密封端面流場(chǎng)流態(tài)分析[J]. 丁雪興,富影杰,張靜,張偉政,俞樹(shù)榮. 排灌機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(04)
碩士論文
[1]表面微觀幾何形貌對(duì)液膜形成及其影響的研究[D]. 江麗汗·冬德?tīng)柡?新疆大學(xué) 2017
[2]微造型在機(jī)械密封作用中若干關(guān)鍵問(wèn)題的探討[D]. 張紅欣.新疆大學(xué) 2017
[3]基于電化學(xué)光整加工的機(jī)械密封工作面磨損特性的研究[D]. 古麗孜依娜·馬哈孜.新疆大學(xué) 2012
本文編號(hào):3715885
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