球閥主要用于管道系統(tǒng)中來分配、切斷和改變介質流向。近年來,由于球閥的結構比較簡單、密封性能好,在公稱尺寸一樣時,通過與其它閥門對比球閥所占據的體積小、質量輕、材料的損耗最小以及低扭矩、大流量的特點而被迅速發(fā)展。在閥門性能指標中密封性能尤其重要。對于固定硬密封球閥,其密封原理是球體的表面與閥座形成密封表面,從而使管道中的介質不能通過密封表面的密封狀態(tài)。密封表面的密封效果取決于密封表面的質量、密封表面的寬度、密封表面的內外壓力差、密封表面的比壓、密封表面的材料、流體介質的性質、封表面上是否存在油脂等影響。在實際工況下球閥正常工作時,由于介質流體的壓力和溫度變化的影響,可能會發(fā)生不同程度的變形。如果變形的位置出現在密封表面,并且變形破壞了密封的必要條件,則密封將失效。對于硬密封球閥在使用過程中的泄漏和失效問題,本課題以優(yōu)化硬密封球閥密封性能為主線,選取影響密封性能的因素以優(yōu)化球閥主密封結構密封間隙值為目標。所以,本課題主要做了以下工作:1.介紹硬密封球閥的研究背景及意義,詳細闡述了硬密封球閥的發(fā)展趨勢和國內外研究現狀,概述了密封原理、接觸問題及有限元分析、密封泄漏模型的研究。最后論述了本課題... 

【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省

【文章頁數】：63 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

典型固定球閥結構簡圖

工程碩士學位論文3圖1.1典型固定球閥結構簡圖圖1.2典型浮動球閥結構簡圖GB/T21465-2008標準“閥門術語”中定義的球閥（在海洋和海洋領域中稱為截止閥）[17]：打開/關閉元件（球）由球閥桿驅動并繞閥桿的軸線旋轉90°來啟閉。當球閥滑閥為V形時則用于調節(jié)管道中介質的流量。按照球體的固定結構，球閥可分為固定式球閥和浮動式球閥。典型結構圖如圖1.1、圖1.2所示。1.2.2簡述結構優(yōu)化設計在20世紀60年代優(yōu)化設計開始發(fā)展，并伴隨著計算機技術的發(fā)展而不斷得到改進[19]。在給定約束條件下的優(yōu)化設計采取一定的措施將實際的設計問題解決為優(yōu)化問題，進一步通過優(yōu)化理論和方法融入到軟件中開始自動優(yōu)化計算，從而在滿足約束條件的預選方案中進行選擇。選擇最恰當的設計方案可以給工程和產品的研發(fā)提供相對較為準確的科學設計方法，在一定程度上提高工程或產品的設計水平和設計周期[20]。優(yōu)化設計在機械設計方向上可以擴展為機械優(yōu)化設計。解決方案的想法是基于工程設計的數學理論，根據相關的機械設計理論，然后通過數學編程方法和計算機優(yōu)化尋找最佳實際問題解決方案[21]。另外，近幾年來隨著有限元相關理論和方法的開發(fā)和最新計算技術的快速發(fā)展，使得結構優(yōu)化設計逐漸從傳統(tǒng)的靜態(tài)設計向動態(tài)設計緩慢轉變，使得產品并不只是需要剛度、強度和穩(wěn)定性等方面滿足設計要求，而且要擁有優(yōu)異的結構動力學[22-24]。目前，機械結構優(yōu)化設計發(fā)展的方向主要包括：從單因素優(yōu)化發(fā)展為多因素優(yōu)化[25-26]，從尺寸優(yōu)化發(fā)展到拓撲優(yōu)化、材料優(yōu)化和形狀優(yōu)化的優(yōu)化、以及從確定性到隨機結構優(yōu)化三者的靜態(tài)集成[27-28]。從材料、幾何形狀、接觸線性問題到非線性問題[29]，以及多學科優(yōu)化、結構優(yōu)化建模、可靠性問題、結構重新分析和靈敏度分析、遺傳算法、神經?

表示密封圖特征曲線的方程式。得出圓周加工表面的密封過程顯示出不同的階段：第一階段（在較小的緊固力下），這些表面的泄漏率高于均勻粗糙表面的泄漏率；第二階段（在較高的緊固力下），圓周加工表面的泄漏率明顯低于均勻表面的泄漏率；在特定條件下，可能存在第三階段，其中電導是恒定的。對于螺旋加工的表面，將螺旋路徑的曲線添加到相應的同心加工的表面的密封圖中。Roth[84]總結了密封過程中可能發(fā)生的各個階段，并建立了緊固曲線、釋放曲線用來調節(jié)正常密封階段的特征。定義了密封能力和緊固指數的概念，并建立了如圖1.3所示的泄漏通道模型。總結或討論了表面粗糙度、波紋度局、部缺陷（劃痕）、密封寬度和氦氣壓力的大小對輪廓的影響�？傊�，提出了一種概念、圖形和方程式來表達密封的作用，并提出了一種將其用作圖1.3泄漏模型通道分類和分類基礎的方法。周鑫[85]基于Roth模型，建立了一種計算分子流態(tài)泄漏

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]我國電力閥門現狀及發(fā)展前景[J]. 宋銀立.  通用機械. 2014(07)
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博士論文
[1]硬密封高溫耐磨球閥關鍵技術研究[D]. 劉匯源.浙江大學 2008

碩士論文
[1]煤化工金屬球閥主密封結構密封性能研究[D]. 肖定浩.浙江理工大學 2015
[2]三維摩擦接觸問題數值解法及工程應用[D]. 高云開.同濟大學 2007
[3]變速輸紙機構性能分析與研究[D]. 常潔.西安理工大學 2007
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[5]汽車部分組件有限元建模及其評價技術的研究與實踐[D]. 張勇.重慶大學 2005



本文編號：2953859