火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵機(jī)械密封是一類典型的高參數(shù)機(jī)械密封,在高速、高壓等極端工況下工作,其設(shè)計(jì)研究較普通機(jī)械密封更為重要。為解決渦輪泵機(jī)械密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造工藝相互分離的問題,提出了結(jié)構(gòu)與工藝的一體化設(shè)計(jì)方法。該方法基于公理化設(shè)計(jì)理論,以結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝實(shí)現(xiàn)為功能需求,對(duì)渦輪泵機(jī)械密封的研制過程進(jìn)行功能分解,獲得了結(jié)構(gòu)工藝的一體化設(shè)計(jì)流程。以某火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪泵機(jī)械密封靜環(huán)的設(shè)計(jì)為例,對(duì)一體化設(shè)計(jì)流程進(jìn)行了驗(yàn)證,并重點(diǎn)分析了靜環(huán)石墨的選型及其與基體材料的相容性問題。該研究有助于提高機(jī)械密封的設(shè)計(jì)水平,還可為其他高參數(shù)機(jī)械產(chǎn)品的研制提供參考。 

【文章來源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與研究. 2020,36(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)及波紋管

運(yùn)用公理化設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),域是最基本和最重要的慨念,橫穿整個(gè)設(shè)計(jì)過程。域的數(shù)目為四個(gè),由用戶域、功能域、結(jié)構(gòu)域和工藝域組成。其中用戶域表示使用產(chǎn)品的用戶對(duì)所設(shè)計(jì)產(chǎn)品屬性的期望,用{CN}表示;功能域表示滿足用戶需求的產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中要實(shí)現(xiàn)的一系列功能要求的集合,用{FR}表示;結(jié)構(gòu)域表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中滿足功能域{FR}中功能需求設(shè)計(jì)參數(shù)的集合,用{DP}表示;工藝域表示產(chǎn)品設(shè)計(jì)方案中與零部件加工有關(guān)的工藝變量的集合,用{PV}表示。對(duì)于高參數(shù)機(jī)械密封的公理化設(shè)計(jì),得到的四個(gè)域如圖2所示。2 結(jié)構(gòu)和工藝的一體化流程

利用節(jié)點(diǎn)特性,模塊連接結(jié)構(gòu)獲得了機(jī)械密封結(jié)構(gòu)和制備工藝的一體化設(shè)計(jì)流程,如圖3所示,其中的核心設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝設(shè)計(jì)。一體化設(shè)計(jì)流程共分為6個(gè)子模塊(M),M1為滿足特定工況使用的機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模塊;M2、M3、M4組成了機(jī)械密封制造模塊,包括模擬加工、石墨制備、零件加工等方面;M5、M6組成了驗(yàn)證模塊,包括尺寸誤差的檢測(cè)和性能檢測(cè)等方面。設(shè)計(jì)流程圖中的S表示設(shè)計(jì)流程中設(shè)計(jì)模塊間的關(guān)系是無耦合的,在設(shè)計(jì)時(shí)不考慮先后順序;C表示設(shè)計(jì)模型中設(shè)計(jì)模塊間的關(guān)系是耦合的,需先進(jìn)行解耦,在設(shè)計(jì)時(shí)要考慮先后順序。3 機(jī)械密封的一體化設(shè)計(jì)實(shí)例

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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