活塞桿密封性能？

發(fā)布時間：2017-01-10

發(fā)動機(jī)閉式回?zé)嵫h(huán)的工作特性要求活塞桿密封裝置必須具有可靠的密封性能。活塞桿Leningrader密封性能具體表現(xiàn)為泄漏量、使用壽命與摩擦功耗,而根據(jù)密封原理可知,密封摩擦副的摩擦學(xué)行為是決定其密封性能的關(guān)鍵。所以我們以密封摩擦副的彈流潤滑特性研究為切入點(diǎn),揭示關(guān)鍵工況與結(jié)構(gòu)因素及密封件的粗糙度對Leningrader密封性能的作用機(jī)理與影響規(guī)律,構(gòu)建斯特林發(fā)動機(jī)活塞桿密封基礎(chǔ)理論,為密封裝置的創(chuàng)新設(shè)計和密封結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計提供科學(xué)依據(jù)與理論指導(dǎo)。
我們按照遞進(jìn)關(guān)系及理論研究與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的研究方案,首先進(jìn)行系統(tǒng)工況因素對Leningrader密封性能的影響研究,由定量研究到動態(tài)研究；在此基礎(chǔ)上,再研究擴(kuò)撐、過盈與磨損三個關(guān)鍵結(jié)構(gòu)因素對Leningrader密封性能的作用機(jī)理與影響規(guī)律；基于工況與結(jié)構(gòu)因素對密封性能影響的研究結(jié)論,創(chuàng)建混合潤滑狀態(tài)下考慮密封件表面粗糙度影響的活塞桿滑動密封性能分析數(shù)學(xué)模型,揭示粗糙度對密封性能的作用機(jī)理及其與其它因素共同作用的影響規(guī)律；
最后,進(jìn)行Leningrader結(jié)構(gòu)潤滑特性實(shí)驗(yàn)與密封性能實(shí)驗(yàn),再通過數(shù)值比對與綜合分析,確定Leningrader密封性能設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)及其規(guī)劃策略。
1)對Leningrader密封結(jié)構(gòu)進(jìn)行了簡化、建模,在工況參數(shù)定量條件下研究了密封摩擦副的潤滑特性,在此基礎(chǔ)上,解析了潤滑油壓對摩擦副摩擦學(xué)行為的影響規(guī)律,再結(jié)合工程實(shí)際,重點(diǎn)研究了熱效應(yīng)、變速及擠壓應(yīng)力對Leningrader密封性能的動態(tài)影響,揭示了關(guān)鍵工況因素對密封性能的作用機(jī)理與影響規(guī)律。
2)構(gòu)建了Leningrader密封原理數(shù)學(xué)模型,研究了撐環(huán)擴(kuò)撐作用下密封入口區(qū)“喇叭口”的彈性力學(xué)特性,基于EHD理論,解析了擴(kuò)撐與過盈對Leningrader密封摩擦副彈流潤滑特性的影響機(jī)制,再結(jié)合密封件的摩擦磨損性能,揭示了磨損對Leningrader密封性能的作用機(jī)理與影響規(guī)律。
3)基于關(guān)鍵工況與結(jié)構(gòu)因素對Leningrader密封性能影響的研究結(jié)論,創(chuàng)建了混合潤滑狀態(tài)下包括表面粗糙度影響的活塞桿滑動密封性能分析數(shù)學(xué)模型,綜合流體動力學(xué)、變形力學(xué)與接觸力學(xué),研究了密封區(qū)混合潤滑狀態(tài)的形成機(jī)理,解析了密封表面粗糙度對密封性能的作用機(jī)理,揭示了粗糙度與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工況參數(shù)之間的匹配關(guān)系及相互作用規(guī)律。
4)針對理論研究的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證問題,研制了機(jī)械結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)全封閉、數(shù)據(jù)檢測上實(shí)現(xiàn)微流量測量的往復(fù)式活塞桿密封性能試驗(yàn)機(jī),進(jìn)行了Leningrader結(jié)構(gòu)潤滑特性與密封性能兩種狀態(tài)下的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,完成了數(shù)值比對與綜合分析,確定了活塞桿Leningrader密封性能設(shè)計的關(guān)鍵�？傊�,系統(tǒng)工況與結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化配置是進(jìn)一步提升Leningrader密封性能的關(guān)鍵。性能設(shè)計的主要參數(shù)有速度、潤滑油壓、過盈量、加工精度、擴(kuò)撐量與彈性模量,基本配置策略是在保證彈性模量稍小的密封件表面粗糙度的基礎(chǔ)上,適當(dāng)增大配合過盈量,在保證理想“喇叭口”形狀的前提下,增大潤滑油壓,在系統(tǒng)熱平衡的條件下,加大桿速。