高參數(shù)釜用機(jī)械密封及試驗(yàn)裝置的開發(fā)與研究.pdf

1、隨著石化、航空航天、冶金和制藥等行業(yè)的飛速發(fā)展，攪拌釜的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣泛，操作參數(shù)也越來(lái)越高。而釜用機(jī)械密封作為其關(guān)鍵裝置，在發(fā)揮著越來(lái)越重要作用的同時(shí)，其設(shè)計(jì)壓力、轉(zhuǎn)速和軸徑也相應(yīng)不斷提高，出現(xiàn)了很多高參數(shù)釜用機(jī)械密封。同時(shí)，機(jī)械密封試驗(yàn)裝置在機(jī)械密封的設(shè)計(jì)、研究、優(yōu)化和驗(yàn)證等方面都具有非常重要的作用，是機(jī)械密封技術(shù)發(fā)展的重要手段和依據(jù)。本文根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)理論，針對(duì)高參數(shù)釜用機(jī)械密封及其試驗(yàn)裝置進(jìn)行了綜合性的研究，以期為其設(shè)計(jì)和

2、應(yīng)用提供理論支持和依據(jù)。
　　針對(duì)AM系列高參數(shù)釜用機(jī)械密封，基于有限元方法，建立了流固耦合數(shù)值分析模型，得到了對(duì)密封性能有較大影響的端面接觸狀態(tài)、應(yīng)力分布、摩擦力和摩擦功率等密封端面性能參數(shù)。研究了工作壓力、靜環(huán)高度、載荷系數(shù)、靜環(huán)輔助O形圈支撐位置和密封軸徑等因素對(duì)密封端面性能的影響規(guī)律，得到了AM系列機(jī)械密封的較優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。試驗(yàn)驗(yàn)證了數(shù)值分析結(jié)果。所得結(jié)果對(duì)高參數(shù)機(jī)械密封的設(shè)計(jì)和優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。
　　設(shè)計(jì)研發(fā)了

3、包括主試驗(yàn)臺(tái)和輔助系統(tǒng)的整套高參數(shù)模塊化的釜用機(jī)械密封試驗(yàn)裝置。主試驗(yàn)臺(tái)主要包括動(dòng)力兼機(jī)架部分、配套機(jī)械密封部分、密封腔兼墊板部分和試驗(yàn)機(jī)械密封部分，采用一體化和模塊化設(shè)計(jì)方法，可以適應(yīng)密封軸徑的變化，也可以平衡高壓和大直徑引發(fā)的過(guò)大軸向力，可靠性高。輔助系統(tǒng)主要包括高壓氣體系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、高壓油系統(tǒng)和監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)等，可以進(jìn)行三種不同介質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，且自動(dòng)化程度高，可以對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)采集、監(jiān)測(cè)、存儲(chǔ)和控制。試驗(yàn)裝置不僅可以滿足生產(chǎn)

4、發(fā)展的需求，更對(duì)機(jī)械密封的研究具有非常重要的意義。
　　對(duì)比分析了壓降法、排水法和氣泡法等氣體泄漏檢測(cè)方法用于釜用機(jī)械密封靜態(tài)檢測(cè)的特點(diǎn)。設(shè)計(jì)制造了密封端面泄漏率靜態(tài)試驗(yàn)裝置，試驗(yàn)研究了介質(zhì)壓力、彈簧比壓、端面比壓、軸徑尺寸等密封操作和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)密封端面泄漏率的影響規(guī)律，研究了不同密封介質(zhì)和不同端面浸潤(rùn)狀態(tài)時(shí)密封端面的泄漏性能，得到了泄漏率的變化規(guī)律的氣液之間的部分關(guān)系。通過(guò)釜用機(jī)械密封端面泄漏的相關(guān)研究為機(jī)械密封泄漏檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的修