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涨圈密封环性能分析及端面浅槽结构优化设计

涨圈密封环性能分析及端面浅槽结构优化设计

作者：王立功湖南大学

学位级别：硕士

涨圈属于一种分剖式密封环广泛应用于车辆传动装置以及航空发动机轴承腔内,特别适合安装在对体积有限制的地方,其密封性能直接影响机械装置的安全运行和工作效率。由于工作环境恶劣,涨圈很容易发生失效,其失效主要包括随轴转动和泄漏量... 详细信息

涨圈属于一种分剖式密封环广泛应用于车辆传动装置以及航空发动机轴承腔内,特别适合安装在对体积有限制的地方,其密封性能直接影响机械装置的安全运行和工作效率。由于工作环境恶劣,涨圈很容易发生失效,其失效主要包括随轴转动和泄漏量超标,其中涨圈结构尺寸的设计不合理以及涨圈产生的大量摩擦热引起的变形与磨损是导致失效的主要原因,因此本文针对涨圈结构尺寸设计以及降低端面温度进行了一些研究,为涨圈型密封环的设计研究提供参考。主要工作包括以下几个方面。（1）为了保证涨圈辅助密封面的贴合效果,采用解析法与有限元仿真两种方式设计涨圈非圆型线,并通过仿真与实验的方式验证型线的圆度;通过对涨圈在工作条件下的受力情况分析,确定涨圈开口尺寸;对泄漏的主要方式进行相关的研究,并确定泄漏量的计算公式。（2）根据涨圈密封环的受力情况,建立主密封的润滑模型,通过求解润滑方程以及微凸体接触方程来判断涨圈主密封面的润滑情况并定量的计算液膜承载比以及主密封面泄漏量,随后研究润滑状态随密封面的几何形貌以及操作参数的变化规律。（3）依据涨圈的工作环境,确定涨圈的热边界条件,分析在工作状态下涨圈的温度场分布;通过热结构耦合对涨圈的变形情况进行分析并计算在稳态工况下的开口的泄漏量;分析涨圈尺寸参数与工况参数对涨圈温度与泄漏量的影响情况。（4）依据浅槽承载原理,建立T型槽的几何模型,通过求解润滑模型,研究T型槽的各个尺寸参数对密封性能的影响;随后以T型槽的尺寸参数为设计变量并以平衡条件下的液膜厚度、主密封面泄漏量和液膜刚度为响应,采用最优拉丁超立方采样,搭建二次响应面模型,运用多岛遗传算法对T型槽尺寸参数进行优化设计,保证减小泄漏量的同时,降低涨圈密封环的温度。

关键词：涨圈密封性能非圆型线润滑状态温度场型槽优化

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涨圈松孔镀铬新工艺

腐蚀与防护 2015年第12期36卷 1183-1185页

作者：徐晓麟关成武李连军吴光美哈尔滨东安发动机(集团)有限公司哈尔滨150066 哈尔滨飞机工业集团有限责任公司哈尔滨150066

对航空零件不锈钢涨圈弧形外径镀铬的工艺进行了研究,确定了最佳工艺路线:采用水吹砂前处理和专用工装保护方式。采用光学显微镜观察了涨圈弧形外径铬层的表面形貌,并采用磨削方法检查铬层结合力。结果表明,采用新工艺的铬层均匀,具有... 详细信息

对航空零件不锈钢涨圈弧形外径镀铬的工艺进行了研究,确定了最佳工艺路线:采用水吹砂前处理和专用工装保护方式。采用光学显微镜观察了涨圈弧形外径铬层的表面形貌,并采用磨削方法检查铬层结合力。结果表明,采用新工艺的铬层均匀,具有良好的结合力和耐磨性能。

关键词：涨圈松孔镀铬弧形外径结合力

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铸铁涨圈的设计方法研究

设备管理与维修 2023年第18期 59-62页

作者：李明全王长清王增强重庆大学机械传动国家重点实验室重庆400045 中国航发哈尔滨东安发动机有限公司黑龙江哈尔滨150001 湖南大学机械与运载工程学院湖南长沙410082

在对国外样机涨圈进行测绘的基础上,考虑到测绘误差的影响,利用数值手段对涨圈进行校核及二次设计,通过力、力矩、强度及装配4个约束条件构成的方程组完全解析涨圈行为。结果表明,国外样机件完全符合涨圈的设计理论。同时,依据实际使用... 详细信息

在对国外样机涨圈进行测绘的基础上,考虑到测绘误差的影响,利用数值手段对涨圈进行校核及二次设计,通过力、力矩、强度及装配4个约束条件构成的方程组完全解析涨圈行为。结果表明,国外样机件完全符合涨圈的设计理论。同时,依据实际使用性能要求设计新的铸铁涨圈,为该类零部件的国产化设计及应用提供参考。

关键词：航空发动机密封涨圈设计数值方法

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某型发动机分油涨圈磨损问题分析及预防

航空维修与工程 2022年第10期 59-61页

作者：练兵张鸣鸣王军张建伟空装驻襄阳地区军事代表室襄阳航泰动力机器厂

某型发动机在外场使用过程中发生多起分油涨圈磨损问题,通过研究分油涨圈结构功能,分析设计原理,找出涨圈磨损的影响因素。通过设计涨圈开口尺寸完善弹力值的控制要求,改进涨圈热处理方式保证外圆光隙,优化电镀参数提高涨圈铅锡镀层质... 详细信息

某型发动机在外场使用过程中发生多起分油涨圈磨损问题,通过研究分油涨圈结构功能,分析设计原理,找出涨圈磨损的影响因素。通过设计涨圈开口尺寸完善弹力值的控制要求,改进涨圈热处理方式保证外圆光隙,优化电镀参数提高涨圈铅锡镀层质量等措施,显著提高了涨圈的制造质量,降低了涨圈工作中磨损的问题。

关键词：涨圈磨损质量改进

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涨圈高速旋转密封装置失效分析研究

现代机械 2017年第4期 51-54页

作者：白忠恺中国航发动研所湖南株洲412002

针对某航空涡喷发动机用于滑油密封的涨圈出现磨损失效问题进行了详细的分析,从设计、工艺等方面分析,找到了涨圈失效的原因,提出了改进方案,最终问题得到解决,从而为涨圈高速密封装置类的结构设计提供参考。

关键词：涨圈高速旋转密封失效分析

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一种航空发动机涨圈加工方法研究

内燃机与配件 2021年第23期 60-61页

作者：刘斌户建军叶文龙中国人民解放军第5713工厂襄阳441002

某型发动机铜涨圈是典型的等压矩形压缩涨圈,是一种金属动密封件,其主要功能就是在发动机减速器中用于隔离大距、小距、定距及润滑油路。涨圈的可靠性对整台发动机系统的良好工作运转是十分重要的,且必须有较长的使用寿命,通过对涨圈设... 详细信息

某型发动机铜涨圈是典型的等压矩形压缩涨圈,是一种金属动密封件,其主要功能就是在发动机减速器中用于隔离大距、小距、定距及润滑油路。涨圈的可靠性对整台发动机系统的良好工作运转是十分重要的,且必须有较长的使用寿命,通过对涨圈设计结构和加工过程中常出现的弹力、光隙超标故障进行分析,结合行业中涨圈加工的正圆法和仿形法,研究一种适应于小批量加工的涨圈加工方法。

关键词：涨圈热定型弹力光隙

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发动机涨圈异常磨损故障分析

现代机械 2020年第1期 98-102页

作者：胡永斌郜雪鹏刘正强中国航发南方工业有限公司湖南株洲412002

某型发动机外场滑油大磨粒分析时发现总特征磨粒值超标,经现场检查,调速器滑油滤内有大量铜末,经能谱分析,初步判断为桨轴涨圈异常磨损所致。本文通过外观检查、冶金分析、设计结构分析、加工及装配质量复查等,对故障原因进行了综合分析... 详细信息

某型发动机外场滑油大磨粒分析时发现总特征磨粒值超标,经现场检查,调速器滑油滤内有大量铜末,经能谱分析,初步判断为桨轴涨圈异常磨损所致。本文通过外观检查、冶金分析、设计结构分析、加工及装配质量复查等,对故障原因进行了综合分析,认为改进涨圈装配工艺并优化涨圈部位结构设计,可减少发动机外场涨圈异常磨损故障。针对该故障现象,提出了涨圈部位结构设计改进方案,改进件经装机长试考核表明:改进措施合理可行,可有效提高发动机使用可靠性及安全性。

关键词：发动机涨圈磨粒值磨损设计改进

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涨圈型旋转密封装置及其性能研究

涨圈型旋转密封装置及其性能研究

作者：李涛浙江大学

学位级别：硕士

论文对涨圈型旋转密封装置的性能进行了理论和试验研究，建立了泄漏量和密封间隙温升的数学模型，并进行仿真分析。然后利用开发的动密封试验台进行密封性能试验，对试验结果数据进行分析并将其与仿真结果进行比较。论文的研究工作主要... 详细信息

论文对涨圈型旋转密封装置的性能进行了理论和试验研究，建立了泄漏量和密封间隙温升的数学模型，并进行仿真分析。然后利用开发的动密封试验台进行密封性能试验，对试验结果数据进行分析并将其与仿真结果进行比较。论文的研究工作主要有以下几个方面：（1）介绍流体密封的机理、分类、设计要求和选型原则;说明了流体密封性能的评价指标和密封试验;介绍了旋转轴密封技术的国内外研究状况;指出了本课题研究的意义、背景。（2）介绍涨圈型旋转密封装置的应用背景、工作原理;分析了涨圈安装后的周向接触应力及其影响因素;从保证涨圈密封性能防止失效的角度，探讨了涨圈型旋转密封装置的尺寸和结构设计要考虑的问题;介绍了对涨圈密封件材料的基本要求及常用的涨圈密封材料;分析了涨圈密封的优缺点。（3）介绍密封系统的性能评价标准;对涨圈型旋转密封装置的泄漏途径、引起泄漏的因素及其泄漏量进行分析，综合得到其动态和静态泄漏量;分析了涨圈两端压差，密封面间隙高度，工作介质粘度，旋转轴转速等因素对涨圈型旋转密封装置泄漏量的影响：介绍了涨圈型旋转密封装置工作过程中密封面温升的危害，通过理论和仿真分析，讨论了旋转轴转速、系统介质压力对密封面温升的影响。（4）介绍涨圈型旋转密封装置试验系统的检测原理和构成，试验项目和试验流程;分析了系统硬件结构和选用原则;说明了系统中应用软件的构成;对静态泄漏量、动态泄漏量和温升试验的数据进行分析。（5）总结研究工作并对进一步的研究给出建议。

关键词：涨圈旋转密封密封特征密封试验

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涨圈高速旋转密封失效及涨圈的表面处理

润滑与密封 2000年第3期25卷 28-30页

作者：古乐王黎钦齐毓霖梁风哈尔滨工业大学机械工程系 150001

分析了涨圈高速旋转密封的主要失效形式及影响因素，在标准实验机和发动机模拟实验台架上对涨圈表面刷镀银锢铟铜合金和热喷涂ＰＴＦＥ的减摩耐磨性能同磷化处理进行了比较。结果表明刷镀铟铜合金能够改善涨圈摩擦副的摩擦状态而热喷涂... 详细信息

分析了涨圈高速旋转密封的主要失效形式及影响因素，在标准实验机和发动机模拟实验台架上对涨圈表面刷镀银锢铟铜合金和热喷涂ＰＴＦＥ的减摩耐磨性能同磷化处理进行了比较。结果表明刷镀铟铜合金能够改善涨圈摩擦副的摩擦状态而热喷涂ＰＴＦＥ使摩擦状态恶化。

关键词：涨圈表面处理旋转密封失效分析刷镀