机械密封摩擦副界面温升分析

以接触式机械密封密封环为研究对象,建立摩擦副密封环整体传热模型,通过热-结构耦合模拟与数值计算,得到摩擦副的温度分布以及不同工况条件下摩擦副的变形情况。研究结果表明:密封环最高温度与最大热流密度都集中在密封环靠近摩擦副的内径处;密封介质压力和弹簧比压增大,摩擦副闭合力增大,微凸体接触增加,使得摩擦副变形量增加;随着转速的增加,摩擦副端面逐渐打开,微凸体对开启力的作用减小,使得摩擦副的变形减小。     

密封环间隙对离心泵性能影响的模拟分析

基于ANSYS FLUENT,以DG-350型离心泵为研究对象,采用N-S方程、Simple算法和标准κ-ε湍流模型,研究了0. 3、0. 5、0. 7 mm三种密封环间隙对水泵性能的影响,得到不同工况下的叶轮、导叶和密封环间隙等关键部位的压力、涡量和湍动能的分布图。研究表明:密封环间隙的存在降低了叶轮入口和出口的压力差;随着间隙的增大,离心泵内的能耗、水力损失和容积损失增大,从而降低了离心泵的效能。     

航空发动机中封严涂层与叶片极端工况下摩擦学行为研究取得重要进展

<正>封严涂层广泛应用于航空发动机风扇、压气机和涡轮中,起到保护转动部件,减小间隙和提高效率的作用。以一台典型的涡扇发动机为例:高压涡轮与机匣间隙每减少0.254 mm,涡轮效率提高约1%;压气机的径向间隙每增加0.076mm,单位耗油率增加约1%。由于应用工况的特殊性:高速(百米/秒)、高温(1000℃)和断续刮擦,而长期以来封严涂层与叶片这一摩擦副的摩擦学行为缺乏系统的研究,导致实际应用中出现叶片磨     

基于ANSYS的高速角接触球轴承温度场分析

针对不同工况下热效应对高速角接触球轴承疲劳寿命研究的不足,首先对一般角接触球轴承进行了动力学分析;其次在ANSYS中建立了7008C轴承的有限元模型,并通过电主轴测温试验验证了模型的可靠性;最后综合分析了7种工况下载荷、转速对轴承温升的影响。得出随着转速升高或轴向载荷的增大,轴承的发热量增大,温度升高,润滑油的粘度降低,径向载荷对轴承的发热量及温升影响不明显。结果符合实际,为进一步轴承疲劳寿命的研究奠定了基础。     

主轴动态精度测试与分析

主轴动态误差对加工精度有至关重要的影响,针对主轴动态误差进行了试验与分析。介绍了主轴动态误差的概念,采用主轴动态误差分析仪对主轴动态误差进行了采集,采集的数据包括主轴径向平均误差、径向异步误差、轴向平均误差、轴向异步误差以及轴向最小间隙。对某型号同类型三台立式加工中心分别进行了多转速情况下的测量,对比并分析了三台立式加工中心的测量结果。在转速为7 500 r/min时,三台立式加工中心径向异步误差分别为70、15、15μm;在转速升至6 000 r/min之后主轴最小径向间隙均有较大提升。试验结果表明:主轴动态精度受到机床工况和转速共同影响;在高速转动情况下,主轴径向最小间隙增大明显;加工时要根据工况合理安排转速,以保证加工质量。     

叶轮压蜡机

我厂自一九六五年开始生产径流式废汽涡轮增压器,其涡轮叶轮和压气机叶轮,采用精铸成型。随着增压器的品种增加,各种叶轮生产数量增多,批量也越来越大。涡轮叶轮、压气机叶轮的几何形状复杂,叶片型线精度要求高,对铸件表面光洁度和质量要求也相应较高。目前,在国内外基本上采用熔模铸造工艺(后弯叶型的压气机叶轮,国     

圆盘剪剪切工艺优化研究

基于ANSYS/LS-DYNA有限元模拟软件, 以南京钢铁联合有限公司中板厂Q235钢板剪切过程为研究对象, 研究了在不同工艺参数条件下, 钢板的剪切力和侧向力的变化情况, 分析了不同工艺参数对Q235钢板的剪切力和侧向力的影响。结果表明: 22 mm厚的Q235钢板, 最佳侧向剪切间隙为1.0 mm左右; 随着剪切钢板厚度的增加, 最佳侧向剪切间隙值为钢板厚度的4.55%; 重叠量为-4.5 mm处, 侧向力达到最小值, 为12.893 kN; 剪切力和侧向力也随着剪切速度的增大而增大, 增大幅度为5%～8%。     

增压器涡轮轴的摩擦焊

前言随着国民经济的飞跃发展,内燃机采用涡轮增压器日益广泛。由于增压器需要量不断增加,增压器主要零件涡轮轴的焊接就成了关键。过去我厂是采用手工氩弧焊焊接涡轮轴的。不仅工效低,而且质量不易保证。特别是小型增压器因结构限制,密封环槽正处于焊缝区,焊缝硬度低,易磨损,直接影响涡     

轴向间隙对多相混输泵内流特性及压力载荷的影响

多相混输泵是一种综合了轴流泵和压缩机两种性能的新型增压设备,其动静叶轮之间存在的动静干涉作用,会降低混输泵的稳定性,造成振动.针对此问题,利用ANSYS CFX软件,基于SSTκ-ω湍流模型,当进口含气率为8％时,对多相混输泵在不同轴向间隙下进行定常数值模拟,重点分析在设计工况下轴向间隙对混输泵内部流动和静叶轮叶片压力载荷的影响.结果如下:在设计流量下,轴向间隙的增加可以使静叶轮内气相分布更均匀,减小静叶轮内湍动能较大的区域,而不同轴向间隙对动叶轮内气相和湍动能分布影响较小;在静叶轮叶片进口处,吸力面压力值随轴向间隙的增大而减小,且沿流线方向,存在轴向间隙时吸力面压力值变化较无轴向间隙时波动更大;此外,轴向间隙对叶片压力面压力值变化影响较小,且从轮毂到轮缘,压力面压力值变化受轴向间隙的影响逐渐减小.研究结果可为提高多相混输泵水力性能提供参考.     

增强体对汽车用7039铝合金钻削加工性能影响的研究

针对汽车用7039铝合金耐磨性较差等问题,试验制备了加入几种不同增强颗粒的7039铝合金基复合材料,研究加入了不同增强颗粒对7039铝合金加工特性的影响。在不同钻削速度和不同进给速度下进行钻削加工试验,得到各种材料的表面粗糙度、刀具钻削力及扭矩的变化规律。试验表明,7039铝合金及其复合材料的表面粗糙度随着主轴转速增加而减小,随着进给速度增加而增大;钻削力和扭矩随着钻削速度增加而减小,随着进给速度增加而增大;添加Al2O3的7039铝合金基复合材料的加工性能要优于其他增强体的复合材料,7039铝合金及复合材料的最佳钻削加工工况为主轴转速4 500 r/min和进给速度每齿0.1 mm;该研究为铝合金及其增强复合材料的加工制造提供参考。     

波纹管机械密封多体多场热流固耦合性能分析

建立波纹管机械密封的波纹管-动环-流体膜-静环多体模型,对高温、高压、高速工况下的密封界面进行热流固耦合数值计算与分析,得到密封环在温度场、速度场、压力场等多场耦合影响下的应力和应变规律。在此基础上,分析主轴转速和流体压差对密封环端面温升和热应力变形的影响规律。结果表明:动静环的最大变形在端面的内径处,且变形量由内向外递减;动环端面的温升随密封压力和转轴旋转速度的增大近乎呈直线增加;动环的热应力变形程度随主轴转速和流体压差的增加而增加。     

滚动轴承腔内气液固三相流场数值模拟

为了研究高速轴承内气液固三相流动状态,基于VOF模型和DPM模型,建立三维轴承腔多相流模型,在考虑接触角及石墨烯含量的条件下,分析不同进气速度、转速下轴承腔内液固两相分布状态。结果表明：轴承外圈滚道润滑油膜形成与转速和进气速度有关;不同工况下,进入轴承腔内的石墨烯数量不同,随着转速的提高,石墨烯在轴承腔内沿周向的扩散速度加快,进气速度的提高使得石墨烯沿轴向扩散的速度增加。在转速为9 000 r/min时,润滑油易生成较为均匀的润滑油膜。     

高速气浮静压轴承的结构设计

在分析一类高速气浮轴承工作原理的基础上,建立其轴径轴承的静态承载力模型,并据此分析出轴承间隙中气体流量、压强与节流孔孔径间的相互关系,以及在低速运转下受离心力作用的轴径中心运动轨迹.最后,通过模拟仿真并考虑实际工况给出了轴承间隙和节流孔孔径两个关键尺寸.此举为高速气浮轴承的国产化奠定了一个良好的基础.     

织构设计对润滑脂密封副密封特性影响的数值模拟

目的 探究织构设计对润滑脂密封副密封性能的影响规律,得到织构化设计的最佳结构参数和工况条件。方法 基于润滑脂Herschel-Bulkley流变模型和非接触机械密封原理,选择直线型沟槽织构建立端面密封模型。采用数值模拟方法分析不同倾斜角和转速下密封间隙的流场规律,进一步对密封副泄漏量的影响因素进行系统探究。结果 倾斜角不同,泄漏量随转速的变化规律不同。倾斜角为30°时,泄漏量随转速的提升而增大;倾斜角为35°时,泄漏量较小,且随转速变化不大;倾斜角为40°,且转速大于2 000 r/min时,泄漏量几乎为0;倾斜角大于等于45°,且转速大于1 000 r/min时,流体反向泵送,无泄漏。密封间隙和介质初始温度是影响泄漏的主要因素,泄漏量随密封间隙和介质温度的增大而增大。一定范围内,增加沟槽数量和长度也可减少泄漏。最佳织构参数和工况条件为倾斜角40°,槽数14,槽长8 mm,槽宽1.5 mm,密封间隙0.03 mm,槽深0.07 mm,温度小于320 K,转速大于2 000 r/min。结论 织构设计能有效抑制流体端面泄漏,润滑脂非牛顿特性对密封副间隙流场有显著影响,后续润滑脂密封副设计...     

基于CFD动网格的无油涡旋压缩机性能研究

无油涡旋压缩机的内部流场研究,对于提升无油涡旋压缩机的性能有着重要的影响。通过对无油涡旋压缩机的内部流场建立三维非定常CFD数值模拟,以空气作为工质,运用动网格技术对其腔内工质的流动规律和状态分布以及在不同电机转速驱动下无油涡旋压缩机的质量流量做了详细分析。分析表明:工质的质量流量随主轴转速的增大而增大;在压缩机工作过程中,随着主轴的转动,工质气体在工作腔内压力和温度均逐渐增大,且分布不均匀。     

燃气轮机旋向槽?迷宫密封结构设计与动力学分析

流体密封技术是燃气轮机设计的重要部分之一,被用于减少泄漏和提高燃气轮机的效率。在传统迷宫密封结构的基础上,设计一系列具有旋向槽的密封叶片,对级间射流进行分流和导向,以降低环流速度,从而获得一种动力学性能更优的旋向槽?迷宫密封结构。通过Fluent求解新结构与传统结构的流场,并对其动力学特性与泄露性能进行对比分析。结果表明:旋向槽的添加可以大幅降低工质的环流速度,在齿顶间隙与腔室内分别可获得约44.47%、71.56%的降幅;相比传统迷宫密封,旋向槽?迷宫密封可获得约4.2%的直接刚度提升与33.4%的交叉耦合刚度降低,但同时会带来3.2%的泄漏量提升;旋向槽周向宽度0.6°、深度6 mm、轴向偏转角60°并在周向均布16个时,能获得较好的动力学特性与尽可能低的泄露量。     

多孔端面机械密封三种不同型腔微孔膜压数值模拟

为了对比球缺槽、圆台槽、圆柱槽激光加工多孔端面机械密封结构产生的动压效应强弱,运用UG建模软件分别建立3种不同型腔微孔的流体动力学分析模型,应用流体动力学求解工具Fluent对3种形式型腔微孔进行仿真。结果表明:在相同工况条件下,增大转速、提高介质黏度、在保证密封环非接触前提下减小密封间隙、深径比选择在0.07～0.1之间可以明显提高动压效应;圆柱槽微孔具有更大的动压效应,将圆柱槽作为激光加工多孔端面密封开槽形式是最佳选择。     

改性氧化铝陶瓷的微孔超声钻磨特性研究

本文研究了改性氧化铝陶瓷的微孔超声钻磨特性，与普通钻磨进行了比较研究，在不同的加工条件下对轴向平均切削力和扭矩进行了定量分析，并对陶瓷表面微结构进行了分析。得出普通钻磨时的轴向平均切削力和平均扭矩均远大于超声钻磨加工时的轴向平均切削力和平均扭矩；当机床主轴转速与发生器输入功率保持不变时，轴向切削力和平均扭矩随着进给量的增大而增大；当保持机床主轴转速不变且进给量比较接近时，在一定的输入功率范围内，轴向平均切削力和平均扭矩随着输入功率(相当于振幅)的增大而增大。超声加工下，磨针磨损较小；超声加工后的孔壁表面光滑。     

搅拌头轴肩形状对6061铝合金FSW过程中轴向力的影响

为了机器人FSW工程化应用,研究搅拌头轴肩形状对轴向力的影响. 采用平面与凹面两种轴肩形状的搅拌头,对6061-T6铝合金板材进行搅拌摩擦焊,测量、记录和分析焊接过程中的轴向力,建立轴肩受力模型,综合分析轴向力的分布及变化规律. 结果表明,平面轴肩搅拌头焊接所得焊缝形貌优于凹面轴肩搅拌头;平稳焊接阶段轴向力分布曲线呈锯齿状波动,平面轴肩对应曲线的波动幅度较小;当搅拌头转速为1500 r/min、焊接速度为95 mm/min时测得轴向力最低,采用平面轴肩时所测轴向力为3 828 N,而凹面轴肩则为4 018.5 N. 分析认为凹面轴肩产生的焊接热输入较小,材料上下方向塑性流动的阻力较大,相应的反作用力也较大. 另外,根据受力分析,采用凹面轴肩焊接时,搅拌头前进方向的移动会叠加一定的轴向分力,导致凹面轴肩搅拌头焊接过程中所受的轴向力较大.