Sliding Wear Study on the Valve-Seat Insert Contact

The aim of this work was to investigate the sliding wear coefficient k, using an experimental sliding wear study on the valve-seat insert contact. Commercial inlet valve and seat inserts were used as test specimens. The tests were performed at room temperature and at 200℃, using test duration of 72,000 cycles and 18,000 cycles, respectively, and both in dry sliding conditions. A load of 5 N, an average speed of 22 mm/s and sliding distance of 2.2 mm were used for all tests. The sliding wear coefficients were calculated using experimental and analytical methods. The wear volume was higher in the tests at 200℃ both in valve and seat insert specimens. The principal wear mechanisms observed in valve specimen were oxidation and abrasion.

Sensitivity Study of a Valve Recession Model

The aim of this work was to carry out a sensitivity analysis of a valve recession model. For the sensitivity study, the effects of the parameters on the valve recession model were investigated, for both, light duty and heavy duty engines. For light duty engines, it was observed that the impact wear of component parameters had the greatest effect on valve recession and for heavy duty engines, the sliding wear of component parameters had an increasing contribution to the overall valve recession.

平行闸板阀阀座孔加工专用车削刀具设计及实验研究

平行闸板阀被广泛应用在石油钻采配套装备中。采用普通内孔车削刀具加工平行闸板阀阀座孔,需要调头加工,难以使用切削液,并且由于刀杆刚度和硬度较小引起“颤抖”现象,加工工件时不易保证阀座孔的加工质量和形位公差。基于此设计了一套专用车削刀具,增大刀杆的刚度和硬度,方便使用切削液,而且仅需一次装夹,避免掉头加工,以满足阀座孔的形位公差和加工质量要求。采用有限元法对所设计刀具进行了强度校核。通过实验验证,所设计的刀具可以提高加工效率,满足加工质量和形位公差精度要求。

全自动气控座椅加载试验机的设计

根据目前中小企业对座椅载荷进行疲劳试验与检测的实际需求以及目前试验机的发展情况,发现了市面常见的座椅载荷试验机存在前期投资大、机构复杂及维护保养需求高等问题,在中小型座椅生产企业中推广和使用受限。基于此,从中小企业实际需求出发,本着结构简单、投资经济、便于使用的原则,提出一种全自动气控座椅载荷疲劳试验机,设计控制机构完全采用压缩空气作为驱动源,其来源方便、环保节能。在对当前座椅加载试验机特点及需求研读与分析的基础上,提出了全自动气控加载试验机的总体设计思路;根据对座椅加载控制的要求与结构模式,形成气动控制系统的总体架构及控制原理与控制方法设计;对座椅加载疲劳试验机进行了实验室模拟实验测试。结果表明,此控制系统设计方案能够实现座椅载荷负载大小变化模拟,可以实现座椅加载模拟工作节拍控制以及座椅加载时长控制调节,且完全脱离供电需求,经济环保,为生产企业后期使用维护提供了极大的方便。

气动快关球阀的故障分析与处理

气动快关球阀是流体输送系统中安全可靠运行的关键装置,但是在气动阀门的使用过程中,在各种因素的影响下会发生故障,一旦气动阀门出现故障,将影响整个液体输送的稳定性及压力和流量调节的实时性等,相比传统手动阀门控制,气动快关球阀具有控制简单、可靠性高、响应迅速等优点。本文针对航天液体火箭发动机试验台液体长输管线上的实际案例,基于气动快关球阀的结构及特点分析,对实际应用中的球阀阀座PTFE阀座圈被异常切断,进入输送管道中的过滤器中的问题进行确定和分析,提出具体的解决措施,经过验证和改进后的气动快关球阀满足试验使用要求。

蠕墨铸铁抗高温冲击磨损性能的研究

蠕墨铸铁是高功率密度柴油机燃烧室气缸盖的主要制作材料,随着转速、爆压、功率密度的不断升高,气门与蠕铁气门座之间的频繁碰撞冲击导致冲击磨损加剧。利用自制冲击磨损试验机进行了不同环境温度(室温、300、400、500℃)和不同冲击频率(10、12、14 Hz)下的冲击磨损试验。结果发现,蠕墨铸铁的磨损量随着冲击次数的增加先快速增大随后趋于缓慢;随着冲击频率、工况温度的升高,磨损量先缓慢增大随后快速增大。材料冲击表面具有凹坑、犁沟、材料堆积的现象,且随着冲击次数、冲击频率、环境温度的升高,磨损面出现大量片状剥落层以及塑性变形。磨损机制主要以磨粒磨损和接触疲劳磨损为主,同时伴有轻微的黏着磨损和冲蚀磨损。

基于高压密封的平衡单座调节阀设计与试验研究

针对目前高压密封工况,单一调节阀无法满足多种流量要求的现状,设计了一种高压工况用平衡单座调节阀。该阀阀芯设有平衡孔,设置密封圈与阀芯配合,密封圈嵌在平衡阀笼与降噪阀笼之间的安装槽内,阀芯的外锥面下方设有流量调节曲面,对其进行高压密封试验和阀芯运动性能试验。结果表明,在高压工况下,可降低驱动执行器配置,密封圈与阀芯配合密封优良;流量调节曲面配合阀芯调节流量,满足不同工况要求。高压密封试验的试验压力实际值为0.35 MPa,泄漏量设定值为9.46 L/min,实测泄漏量为1.21 L/min;阀芯运动性能试验包括全行程及全开关时间试验、漂移与抖动试验、始动偏差值试验、基本误差与回差试验和死区试验,试验结果均满足要求;平衡单座调节阀密封优良,开闭时间远小于设定时间、实际偏差小于设定额定偏差(2.50%),已无漂移和抖动,实际信号值和行程值均小于设定值,正反向误差均小于设定基本误差,回差均小于设定回差,死区均小于设定死区值。研究结果对高压工况用调节阀的设计具有参考价值。

固定式硬密封球阀的密封特性有限元分析

以NPS2 CLASS1500固定式硬密封球阀为例,简述了球面的密封机理和密封比压的理论计算,并借助ANSYS Workbench有限元分析技术对密封面的压力分布规律进行了模拟分析,得到了密封比压理论计算值与仿真结果的差异。通过改变压力角和密封面宽度分别探讨了其对密封面压力分布的影响,结果表明,合适的压力角在41°附近,合理的密封面宽度在7 mm附近。

排气阀−阀座锥面堆焊层磨损机理

某船舶柴油机排气阀−阀座密封锥面应用同种堆焊材料,经长时间运行磨损轻微,并未发现明显的黏着磨损痕迹。通过观察磨损表面形貌、分析微区成分,探讨该排气阀−阀座匹配方案的磨损机理。研究表明:燃烧废气在排气阀密封锥面形成一层沉积膜,通过隔离密封面及固体润滑的方式降低摩擦副发生黏着磨损的倾向;在落座及燃烧压力的交变应力下,排气阀锥面堆焊层的磨损机理主要为疲劳剥落,而排气阀座锥面堆焊层的磨损机理为抛光产生的缓慢磨粒磨损。

三偏心蝶阀密封副空间模型及应用

正确设计阀座和密封圈的密封面加工尺寸,是三偏心蝶阀密封副(阀座和密封圈)经过加工后在关闭时能够严密配合且实现良好密封的前提。本文从三偏心蝶阀密封副的偏心结构特征和坐标转换的原理出发,建立密封面所在空间的斜圆锥面方程和密封副截面椭圆方程,通过该空间模型方程可以确定三偏心结构参数之间的相互关系。通过该空间模型方程,可以通过计算确定三偏心蝶阀密封面加工时测量尺寸的方法。此外,在阀座或密封圈偏离设计加工尺寸时,通过偏心结构参数之间的关系计算,快速得出相应需要单独设计的阀座或密封圈的加工测量尺寸。三偏心蝶阀密封副空间模型的建立在蝶阀产品现实设计加工过程中具有重要应用价值。

阀座气泡泄漏检测与激光对射装置研究

为了探明激光对射应用于阀座气泡泄漏检测原理与测量的准确性、提升阀座气泡泄漏检测效率与准确性,研究了阀座气泡泄漏检测与激光对射装置。通过基于激光对射的阀座气泡泄漏检测装置设计、现状分析和科学试验,对装置的测量稳定性、气泡形成速率或泄漏速率与单个气泡体积的关系、国内外标准中规定气泡数与气体泄漏体积换算关系的准确性等进行了深入研究。得出了基于激光对射的气泡泄漏检测装置拥有优越的测量稳定性、气泡形成速率与单个气泡体积成正比等研究结论。基于研究结论,提出了国内外标准中关于气泡数与气体泄漏体积换算关系的不合理之处与应用建议。

低温阀门关键性能国内外标准技术差异分析

为了研究低温阀门关键性能与结构,本文对比了GB/T 24925—2019、BS 6364-1984(R1998)、ISO 28921-1:2022、MSS SP-134-2012等国内外标准在适用范围、主要技术指标、测试方法的区别以及由此产生的影响。综述了低温阀门的应用工况、典型产品分类、典型壳体材料、典型结构特征以及国内外常用标准分类等,指出了低温阀门的温度范围、伸长颈部结构设计特征以及需进行低温性能试验的温度临界点等。阐述了国标GB/T 24925—2019规定的低温试验过程未区分硬密封与软密封阀座泄漏率以及阀座泄漏率测量的局限性,通过理论分析验证说明了阀座泄漏率准确测量与换算方法,为低温阀门性能提升以及国标的完善与修订提供技术指引。

一种空气弹簧开启关闭发动机气门装置的设计

【目的】本文旨在解决发动机气门落座冲击导致的振动和噪声问题,提出一种新型的空气弹簧开启关闭发动机气门装置的设计方案。该设计能够有效地缓冲冲击,降低发动机的振动和噪声,同时能够精确调控气门的落座速度,提高发动机的性能、。【方法】该设计利用橡胶空气弹簧吸收冲击能量,达到缓冲效果,同时调控气门落座速度,降低部件磨损。【结果】新设计有效地解决了现有技术中的振动和噪声问题,降低了发动机噪声,延长了发动机寿命,同时提高了发动机工作效率和输出功率。【结论】不同类型发动机都可应用,也适用于其他机械设备。未来可优化弹簧刚度和响应速度,研究在其他类型机械中的应用。

单座调节阀流场分析及阀芯不平衡力特性研究

为了研究阀芯结构对单座调节阀性能特征的影响,以某蒸汽调节工况用的DN80单座调节阀作为研究对象,建立阀芯头部为凸面和平面的2种结构。在流体流向为低进高出的情况下,通过稳态流场仿真研究了阀芯头部结构对阀门的流量系数的影响,通过瞬态流场仿真研究了实际工况下阀门的流场瞬态特性和阀芯不平衡力特性。结果表明,阀芯头部是凸面还是平面对阀门的流量系数(C_(v))和流量特性曲线无影响;2种阀芯结构对阀门内部的流体流动特征影响不大;阀芯受到的压力脉动曲线趋势和压力脉动频谱的趋势与其头部是凸面还是平面无关,但头部为凸面的阀芯压力脉动峰值频率比平面阀芯的压力脉动峰值频率高2~4 Hz;在保证阀芯从阀门全关到全开设计行程的曲面坐标相同时,阀芯头部为凸面还是平面对调节阀的影响不大。研究结果可为用户选择何种阀芯结构提供参考,为阀门的振动特性分析提供支撑。

核电厂ECC高压注射气体隔离阀开启时间持续增加问题分析及处理

执行试验发现ECC高压注射气体隔离阀开启时间为9.95 s,要求开启时间小于10 s,接近验收准则。如设备持续降级,阀门开启时间超过10 s,未在规定时间内处理,机组需停堆停机。经分析,开启时间增加的直接原因是阀芯阀座间摩擦阻力增大;根本原因是润滑脂缺失导致阀芯阀座润滑不良;促成原因是阀门前后压差较大,管线设计布置导致阀门开启时易受风噪吹损。通过减少排气阻力、加热阀体的方式有效降低开阀时间,将阀门由预防性维修改为预测性维修,提升了设备可靠性。

给水排水用软密封闸阀耐久性试验研究

针对给水排水用软密封闸阀的耐久性进行了深入的试验和分析,通过对多台软密封闸阀进行长时间的带压启闭循环试验探究其在试验过程中的性能变化,包括壳体强度、密封性能和操作性能等,试验完成后对阀门进行解体并检查其零部件损伤情况。试验数据和分析结果为识别设计和制造过程中的潜在弱点提供了依据,并为提升软密封闸阀的性能和延长其使用寿命提出了改进措施。研究结果对于指导给水排水系统中软密封闸阀的设计优化和维护策略具有重要意义。

三偏心蝶阀浮动式阀座结构综述

常规三偏心蝶阀由于阀座和密封圈的加工及装配误差的影响,只能满足单向密封的要求。为了提高三偏心蝶阀的反向密封性能,近年来,经过各个阀门厂家的验证,利用介质反向作用时的压力提高密封副密封比压的浮动式阀座结构,在蝶阀双向密封中取得了显著的效果。本文通过对三偏心蝶阀在反向介质作用时容易泄漏的原因进行分析总结,并介绍了不同蝶阀生产厂家采用不同型式的浮动式阀座结构的特点,指出了现有的浮动式阀座结构中螺钉存在容易松动的弊端,在此基础上对蝶阀密封结构进行了改进设计。改进后的密封结构保证了正、反向的可靠密封性,解决了螺钉容易松动脱落的问题。

阀芯阀座在超高压聚乙烯工况中的硬化工艺的研究与应用

本文旨在研究和应用阀芯阀座在超高压聚乙烯工况中的硬化工艺和超高压聚乙烯工况下阀芯阀座的重要性。研究分析了当前工况下阀芯阀座的硬化问题,提出了相应的研究和应用方案,并进行一系列的实验研究。通过研究PTA等离子堆焊工艺下获得硬化层的硬度分布以及与不同材料组配的动摩擦系数,分析证明了超高压聚乙烯工况下阀芯阀座选择合适硬化工艺及制定优化工艺参数的重要性。在应用方案中,强调了工艺参数的优化和材料的选择,以及阀芯阀座的结构设计。最后总结了这些工艺对于超高压聚乙烯工况中阀芯阀座硬化问题的解决和应用效果,并展望了未来的研究方向。

软密封球阀阀座材质浅谈

软密封球阀是最常用的通用阀门之一,制作软密封阀座的高分子材料在阀门中发挥着关键作用,决定了阀门的密封性能和使用寿命。以材质成分、制成工艺、执行标准、机械性能、适用温度范围和典型密封结构等角度进行介绍和说明,充分了解高分子材质的特性,为软密封球阀阀座材质的选型提供参考。

多晶硅硬密封球阀的最新设计特点

随着多晶硅生产工艺改进实现提纯度高的分析与管线使用验证,总结多晶硅硬密封球阀的性能特点。与常规硬密封球阀相比,多晶硅硬密封球阀应具有防尘、高硬度、防腐的特点。密封面应采用结合强度高、敷熔后密封层硬度高且耐磨的材料。密封面应具有自清洁与自研磨性能,球体需有引流性能,可减轻阀门启闭力扭矩,并且可以预防阀腔硅粉堆积导致阀门卡死,阀体与阀座都需要设计有效的防尘功能来确保阀座运动有效性等。