乳化液泵柱塞副密封及密封材料研究

煤矿乳化液泵柱塞副密封问题长期以来未得到很好解决，严重影响和制约煤矿企业的正常生产和安全生产。在深入调查分析和研究的基础上，研制开发的适用于乳化液泵密封的高性能、高可靠、无污染的填料密封，使这一问题得到圆满解决，该密封在生产实践中得到应用。

跨超声速风洞套筒式调压阀副密封故障分析与改进

介绍了跨超声速风洞套筒式调压阀的结构,分析了副密封的故障原因,论述了副密封的改进方案及其效果。

低温密封副密封比压的确定

本文根据液体在低温状态下,分子运动的特性,提出了低温密封液体的比压计算公式。

诸因素对本体硬面密封副密封性的影响

利用压力容器本体接合面不附加密封元件的本体硬面密封,结构简单、可靠。但对有关设计参数加工参数敏感性极强,处理不当极易造成密封失效。现以阀门为例,详细论述了各种因素对本体硬面密封的密封性能的影响。

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2000 r/min时,泄漏量几乎为0;倾斜角大于等于45°,且转速大于1000 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2000 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中应考虑流体的非牛顿特性。

阀门密封副密封设计理论及计算方法的分析与研究

介绍了阀门密封副绝对密封和相对密封概念,分析了影响阀门密封性能的相关因素,给出了阀门密封副密封设计理论与计算方法。

牙轮钻头Ti(C,N)基金属陶瓷密封配副磨损研究

目前牙轮钻头金属密封环通常采用相同的金属材料,其磨损性能不佳,易造成金属密封因磨损严重而失效。为提高金属密封的磨损性能,提出采用Ti(C,N)基金属陶瓷作为牙轮钻头密封副,并开展其与不同材料配副的磨损试验,研究不同摩擦副的摩擦磨损性能和磨损形式;建立适用于牙轮钻头金属密封材料的数值磨损模型,开展Ti(C,N)基金属陶瓷与不同材料配副的双金属密封性能的数值模拟,基于磨损模型预测使用30 h后不同双金属密封的磨损体积。试验结果表明:当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动摩擦副,9CrSi作为静摩擦副时,金属环表面平均磨损体积最小,同时摩擦因数较小,磨损性能更佳。通过试验与仿真数据对比,验证了建立的数值磨损模型适用于双金属密封。仿真结果表明:当Ti(C,N)基金属陶瓷作为动金属环,9CrSi作为静金属环时密封端面磨损体积最小,金属密封磨损性能显著提高,其接触应力最大值为23.243 MPa,能够满足密封要求。

耐磨球阀密封副寿命可靠性分析

密封副是影响耐磨球阀稳定运行关键组件之一,在温度和压力耦合载荷作用下产生的应力易造成密封失效或启闭扭矩过大等问题。当密封副材料在低于其屈服强度的循环应力下长期工作时,容易发生疲劳断裂现象,影响阀门正常使用。长期运行时,交变载荷产生的疲劳断裂,易降低密封副寿命,阀门使用周期变短。以四川苏克流体控制设备股份有限公司生产的耐磨球阀为载体,借助软件SolidWorks计算得到密封副的最小应力值为6.678 MPa,满足密封要求;以计算应力值为交变载荷,选取适合的疲劳曲线,得到密封副最小生命周期为134069次循环,满足阀门服役寿命1×105次循环要求。

大口径双密封进水蝶阀密封副和锁定装置的分析研究

基于国内外水电站行业,分析常用的大口径双密封进水蝶阀的检修密封副和锁定装置的几种典型结构和工作原理,针对目前市场上常见的金属检修密封副和轴向及径向锁定装置的结构形式进行了深入研究,总结出进水蝶阀检修密封副和锁定装置不同结构的优缺点,并针对检修密封的驱动介质和锁定装置的驱动、控制方式等方面存在的问题提出了相应的改进建议;改进后的结构自动化程度高、操作更简单可靠,具有较好的实用价值和推广性。

三偏心结构蝶阀金属密封副干涉几何学分析

分析了三偏心结构蝶阀的密封副干涉计算原理 ,通过计算机程序分析计算了蝶板回转中心相对于流道中心的径向偏心、回转中心与蝶板中面的轴向偏心、圆锥轴线角度偏心以及圆锥半锥角对三偏心结构密封副干涉的影响 。

月球车驱动系统密封副加速寿命试验研究

为了适应月球车长寿命、高可靠性的要求 ,利用变载荷谱加速寿命试验方法对月球车驱动系统的密封副进行了寿命试验研究。在分析月球环境的基础上 ,研究了月球车密封材料的关键故障模式和故障机理 ,设计了基于温度变化率和驱动转速的加速应力试验剖面 ,建立了混合威布尔分布的综合应力加速寿命试验模型和统计分析方法。通过寿命试验 ,给出了月球车密封副在常规应力下的寿命特征 ,从而为月球车的设计和研制及月球车驱动系统密封配对材料的选取提供试验验证依据。分析结果表明 。

压裂泵柱塞密封副优化技术的发展与展望

为了打破压裂泵柱塞密封副优化技术的瓶颈、进一步提升压裂设备的工作性能、实现油气增产,从压裂泵柱塞密封系统的实际工况和密封机理出发,概述了压裂泵柱塞密封副失效的研究现状,梳理和总结了现有的压裂泵柱塞密封副优化技术;在此基础上,结合摩擦学和材料学等相关领域的最新研究成果,对我国压裂泵柱塞密封副优化技术未来的发展提出了建议和展望。研究结果表明:①表面织构技术已被证实能显著降低柱塞密封副的摩擦磨损,应积极设计和开展压裂泵实际工况下的全尺寸织构化柱塞密封系统试验,以推动表面织构化柱塞的应用进程;②针对橡胶密封件的性能短板以及压裂泵柱塞密封系统的工作要求,亟需采用材料改性技术来进一步增强密封橡胶的综合性能;③表面织构技术、表面涂层技术、材料改性技术在减摩抗磨等方面的协同效应决定了将其复合成压裂泵柱塞密封副优化新技术的可行性和必要性,未来应着手解决复合技术在压裂泵工况下的实际应用问题。结论认为,我国油气资源的勘探开发现状对压裂设备的工作性能提出了更高的要求,压裂泵柱塞密封副的优化必须结合自身实际,对多学科领域的相关理论和方法进行借鉴、消化、吸收与再创新,进而形成一套符合我国实际的压裂泵柱塞密封副优化技术。

压裂泵柱塞密封副研究

对压裂泵柱塞密封副失效原因进行了分析研究 ;利用有限元法对密封圈进行了计算分析。在此基础上 ,对密封圈的材料和结构进行了改进设计。采用 2 6型氟橡胶和填充聚四氟乙烯两种材料制造密封圈 ,并且交互排列组合在一起使用 ;密封圈唇部夹角为 90°增至 114° ;通过磨损试验 ,对柱塞表面强化材料进行了筛选 ,制订了相应的强化工艺。柱塞表面强化方法为喷焊处理 ,喷焊材料为PHNi6 0A +15 %WC。现场使用证明 ,改进后的柱塞密封副使用效果很好。

阀门密封副摩擦学性能研究

阀门的密封性能取决于阀盘与阀座组成的密封副性能,而阀盘与阀座组成的摩擦副性能又是影响其密封性能的主要因素。通过对各种密封副进行摩擦学试验,比较了各自的摩擦学性能,发现通过对阀座材料进行等离子喷涂镍基合金以及将阀盘材料更换为超高分子量聚乙烯,可有效改善其摩擦学性能,达到改进阀门密封性能的目的。

艉轴端面密封副摩擦学性能研究

对舰用艉轴密封副材料进行了筛选和研究 ,结果表明在不锈钢基体上热喷熔镍基合金不仅经济性好 ,而且其与YG8组成的摩擦副具有极其优异的摩擦学性能 ,优于硬质合金摩擦副。

压裂泵柱塞密封副研究

对压裂泵柱塞密封副失效原因进行了分析研究 ,对密封圈进行了有限元计算分析 ,在此基础上 ,对密封圈的材料和结构进行了改进设计。通过磨损试验 ,对柱塞表面强化材料进行了筛选 。

固定球阀主密封副结构尺寸对密封性能的影响

选择NPS10 Class600硬密封固定球阀为研究对象,分析球体尺寸、阀座尺寸、摩擦系数等因素对密封性能的影响。将阀座密封结构尺寸分为四纵四横及角度共9个结构参量,建立有限元模型,分析工作条件下球阀密封副的变形及密封,并对阀座结构进行优化。结果表明:球体与阀座密封面的摩擦系数对最大密封间隙和变形量影响大;阀座高度方向的尺寸可显著提高阀座刚度以及密封副密封性。尺寸优化后密封效果提升显著。

复合织构化压裂泵柱塞密封副动压润滑性能仿真研究

为改善压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损性能,在压裂泵柱塞密封副表面建立不同的复合表面织构(不同复合织构类型、不同分布方式、不同截面形状等),并在结合柱塞密封副几何结构特征、压力边界条件及雷诺方程的基础上,建立织构化柱塞密封副动压润滑理论模型,采用有限差分对雷诺方程进行求解,仿真分析复合织构对柱塞密封副动压润滑性能的影响规律。数值仿真研究结果表明:复合织构对动压润滑性能的影响与外织构深度有密切关系;内织构为凹坑或凸起,以及内织构为不同截面形状的复合织构,主要是通过影响织构平均深度与摩擦副间隙的大小关系,而对复合织构的动压润滑性能造成不同的影响规律;内织构分布于外织构右侧(润滑介质入口一侧)对复合织构动压润滑性能的提升最大。

核主泵流体动压轴封副密封摩擦特性与寿命的试验方案研究

副密封处的摩擦性能与寿命是影响核主泵流体动压轴封寿命的关键因素,为了研究副密封处的长期运行寿命,建立了高频往复试验装置,以模拟副密封处在高压介质条件下的往复运动,获取了副密封处O型橡胶密封圈与对偶金属件在频率提高、位移幅值增加和介质压力提高3种工况下的摩擦力变化数据,结果表明:核主泵流体动压轴封副密封在正常运行工况频率为25 Hz、幅值约为30μm及介质压力为5.3 MPa时处于微动弹变状态;基于正常运行工况提高频率,在不超过300 Hz时副密封处的摩擦特性基本不会改变,但超过500 Hz时摩擦特性会明显变化;基于正常运行工况增加幅值和提高介质压力,副密封处的摩擦特性也基本维持不变。可见,在300 Hz以下提高频率对副密封寿命的影响可按线性增加考虑,能有效降低寿命验证时间。

双偏心蝶阀金属硬密封副设计

从双偏心蝶阀金属硬密封副的干涉分析和自锁条件等出发,探讨该类密封副锥角和宽度的设计,为此类蝶阀设计和计算提供理论参考。