盾构机主驱动单唇形密封圈密封性能研究

以典型工况下盾构机主驱动单唇形密封圈为研究对象,利用单轴拉伸试验得到密封圈丁腈橡胶材料的应力-应变曲线,确定Yeoh三阶模型的材料参数;建立单唇形密封圈的二维轴对称有限元模型,研究介质压力、压差、摩擦因数和温度对其密封性能的影响规律。研究表明:介质压力主要影响最大接触应力,随着介质压力的增加,最大接触应力呈线性增加;介质压差主要影响最大接触应力和接触长度,随着介质压差的增加,最大接触应力先线性增加然后基本保持不变,而接触长度呈非线性增加;温度变化对密封性能的影响可以忽略;在考虑的工况条件下,单唇形密封圈唇口与旋转轴接触处产生的最大接触应力始终大于介质压力,密封性能良好。

土压平衡式盾构用主驱动密封气动压力控制系统及其控制方法

传统土压平衡式盾构机主驱动密封压力控制采用一种油气混合压力控制装置,该装置承压能力不超过0.6 MPa。在操作过程中需要技术人员实时调节,对人员操作要求较高,存在误操作等安全风险,严重时会导致掌子面塌陷、主驱动密封失效、主轴承损坏等严重后果。为解决这一问题,设计了一种土压平衡式盾构用主驱动密封气动压力控制系统及其控制方法。该系统根据土压平衡式盾构机土仓压力的变化自动调节主驱动密封腔压力,并将主驱动密封的最大承压能力提高至0.8 MPa,显著降低人员操作安全风险。该系统对需高承压盾构施工的设备制造及操作有较强的指导意义。

控制棒驱动机构楔形迷宫密封组件设计与密封性能研究

控制棒驱动机构(CRDM)与压力容器管座之间通常采用焊接连接,针对堆芯换料导致的拆卸不便以及二次焊接时密封性能变差等问题,对控制棒驱动机构的连接形式进行了研究,提出了一种便于维修和利于拆卸的楔形迷宫密封结构。首先,引入了迷宫密封的设计理念,加入了楔形密封结构,采用钢制压力容器的设计标准,计算了工况下控制棒驱动机构所需的最小壁厚和热压载荷耦合作用下的临界屈服温度;然后,应用有限元方法模拟了C形环工作状态,研究了金属C形环的回弹特性及密封面状态;最后,针对楔形迷宫密封组件开展了泄漏率试验和热循环试验。研究结果表明:工况下的最小壁厚为10 mm,临界屈服温度为72.5℃;C形环尺寸越大,最大线比压值越小,密封面的贴合程度越高;楔形迷宫密封组件的泄露率小于1.0×10-6 Pa·m 3/s,能够满足多次拆卸工况下的密封要求。

Surrounding rock control of gob-side entry driving with narrow coal pillar and roadway side sealing technology in Yangliu Coal Mine

Gob-side entry driving can increase coal recovery ratio, and it is implied in many coal mines. Based on geological condition of 10416 working face tailentry in Yangliu Coal Mine, the surrounding rock deformation characteristics of gob-side entry driving with narrow coal pillar is analysed, reasonable size of coal pillar and reasonable roadway excavation time after mining are achieved. Surrounding rock control technology and effective roadway side sealing technology are proposed and are taken into field practice. The results showed that a safer and more efficient mining of working face can be achieved. In addition, results of this paper also have important theoretical significance and valuable reference for surrounding rock control technology of gob-side entry driving with narrow coal pillar under special geological condition.

海上油田长效注汽井口技术研究与应用

海上油田蒸汽驱注汽井长期处于高温高压以及冷热交变工况条件下,地面安全控制要求高。常规吞吐式井口难以满足长期密封性能要求,影响井口及管柱更换周期。研制了一种新型海上热采长效注汽井口。通过优化油管悬挂器、平板闸阀以及液控管线双级穿越密封结构设计,采用高强度连接螺栓,提升关键部件材质以及密封材料性能,特殊的表面处理工艺等技术,形成了海上蒸汽驱长效注汽井口关键技术。该井口具有良好的耐高温高压、耐腐蚀耐冲蚀以及长效密封性能,解决了热采井口装置易刺漏的问题,实现了海上蒸汽驱长期注汽的地面安全控制。现场应用结果表明,海上蒸汽驱长效注汽井口装置在350℃高温注汽以及冷热交变工况下,实现了21个月无刺漏,密封性能安全可靠,取得了良好的应用效果。海上油田长效注汽井口技术的成功研发,为海上水平井蒸汽驱先导试验项目提供坚实的安全保障和技术支撑。

柱塞式注水泵结构及性能优化研究

注水泵作为油田注水系统的主要地面设备,其电量消耗占油田总电量的25%以上,尤其在外围油田地层压力较高的区块,普遍采用柱塞式注水泵注水,耗电量更高。为了在油田生产过程中更加科学合理利用电能,对柱塞泵相关结构进行深入研究,发现柱塞泵漏失、柱塞泵组合阀漏失、密封圈老化、驱动方式不合理是影响其能耗的关键因素,通过采取优化柱塞泵表面结构和连接方式、定期调整研磨组合阀工作面、改变密封圈材料及改变变频驱动方式等措施来降低柱塞泵的运行能耗。现场测试结果表明,注水单耗由原来的7.82 kWh/m^(3)下降到7.17 kWh/m^(3),全年累计用电量较上年降低25.3%,创造经济效益76.2万元。

基于PLC的纸尿裤包装袋封口控制系统设计

为解决纸尿裤包装袋封口环节人工操作效率不高且劳动强度大的弊端,在分析工艺流程的基础上,搭建以FX5U PLC、运动控制器、伺服驱动单元以及人机界面等关键器件为核心的系统硬件,利用GX Works 3软件编写控制程序,利用EasyBuilder Pro V 6.02软件组态人机界面,设计了一款纸尿裤包装袋封口控制系统,实现了纸尿裤包装袋全自动封口以及人机界面对生产过程的实时监控,提高了生产效率和智能化程度。

盾构掘进机主驱动聚氨酯密封件的制造与性能

研究了盾构掘进机主驱动聚氨酯密封材料的配方组成、主驱动密封性能及其产品成型工艺,并进行了相关成品技术试验验证。结果表明,研制的聚氨酯材料性能满足其技术指标要求,成品接头性能可靠,工艺稳定,达到进口水平。

盾构主驱动聚氨酯密封系统高效冷却研究

针对常规盾构主驱动密封系统频繁失效的问题,提出了盾构主驱动聚氨酯密封系统形式。为保证聚氨酯密封长期使用温度低于70℃,通过试验与仿真方法,研究聚氨酯密封系统摩擦热及冷却效率。试验测得聚氨酯密封润滑状态下滑动摩擦系数及力学性能数据,进而通过仿真手段得到直径为7.45 m的密封,发热量为51 kW。在此基础上建立盾构密封系统仿真模型,进行共轭换热仿真计算,得到冷却流量对唇口温度的影响曲线。通过设计优化异形-低热阻冷却水套,实现强化传热,最终使盾构聚氨酯密封唇口温度达到70℃以内,为聚氨酯密封应用于大直径盾构提供了理论依据。

磁耦密封的新型应用及分析

磁耦密封的新型应用范围、基本结构特点以及工作原理,在施工装置现场的首次安装的方式及安装过程中的注意事项,磁偶搅拌器正常运行时的日常维护及其保养说明,由于不存在机械密封产生的微小泄漏和局部摩擦,所以特别适用在有毒有害、易燃易爆以及分子量较小的介质如氢气等环境,还能在有腐蚀的环境下使用,从根本上解决了化工搅拌器设备的跑、冒、滴、漏现象,提高了搅拌器的使用寿命及维修频率,降低了生产运行成本,磁偶搅拌具有密封无泄漏、无污染、性能可靠的特点。同时也从各个方面阐述了磁力驱动搅拌配套的反应釜的材料选择、工艺性能、设备安装调试、运行维护和日常保养措施。

液压挖掘机主泵骨架油封漏油诊析与对策

挖掘机主泵骨架油封漏油是非常棘手的难题,亟待解决。文中基于现状对问题点进行攻关,提升主泵品质。拆解故障主泵精确检测、诊析,查出问题源。通过提升主泵驱动轴粗糙度,升级骨架油封类型、材质,优化油封端盖装配工装,从主泵源头解决油封漏油问题;合理选配主泵连接盘材质、增强结构,防止共振引发大位移跳动,同时提升主泵与发动机装配联接精度,确保主泵稳定可靠运行,以提升整机品质。通过对主泵漏油故障攻关,主泵与整机品质提升了一个台阶。

液压抽油机主要杆柱驱动方式研究

液压抽油机因具有悬点载荷大,冲程、冲次连续可调,占地面积小,本质安全性高等优点,得到了油田和抽油机制造厂家的重视。文章运用功能分析原理,沿着抽油机演化的脉络,从油田使用角度介绍了常用杆柱驱动方式的基本结构,分析了不同杆柱驱动方式对液压站、平衡方式的要求及其对油田管理习惯的影响。通过本研究得到:多滑轮增程式对油田使用习惯改变最小,可以采用重块平衡,可单井工作,但上、下冲程动力液流量、压力不同,占地面积与运动件较多;直驱低矮式占地面积与本质安全性最好,但对油田使用习惯改变最大。

沿空掘巷工作面快速接替技术研究

针对胡底煤业小煤柱沿空掘巷工作面快速接替问题,分析认为关键在于解决迎采对掘过程中侧向支承压力影响以及相邻工作面之间切顶线形成速度。设计了双掘进头对向掘进方式和13092巷顶板爆破预裂方案。效果考察表明,囊袋灌浆封孔方式封孔效率提高400%,提前50 d完成工作面接替任务,巷道在两个工作面回采服务期间变形量在可控范围内。

基于ABAQUS的O形密封圈密封性能仿真研究

基于ABAQUS有限元分析软件,建立O形密封圈的有限元模型,分析了预压缩量、流体压力、摩擦系数以及运动速度对O形密封圈密封性能的影响。通过分析发现:在影响O形密封圈密封特性的各个因素中,预压缩量是次要因素,而流体压力和摩擦系数是主要因素。

盾构机主驱动密封维修改造关键技术

为解决土压平衡盾构机在掘进过程中容易出现主驱动密封失效,造成盾构机主轴承损坏的难题。通过理论分析和现场测试相结合的方法,介绍了主驱动密封的工作原理,分析了主驱动密封损坏的原因。认为:VD密封采用粘结方式安装,容易造成应力集中发生断裂,唇形密封和密封衬套采用丁晴橡胶的材质,在高温条件下极易造成磨损失效;提出了改造方案:将密封材质改为耐高温、抗疲劳的含氯的合成橡胶,VD密封采用压板方式,使密封与壳体的结合更加可靠,避免了密封局部受力不均导致的断裂失效。通过后续实体工程的应用检测,再没有出现过密封损坏事故,达到了密封改造技术研究的预期效果。结果表明:密封材质、安装方式及密封油脂是影响主驱动密封工作状态的关键因素,在盾构机的选型设计过程中应引起高度重视。

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 。

永磁传动在密封领域中的应用

永磁传动基于永磁体间的磁力作用原理,实现原动机与工作机之间的非机械连接,可向一切密封空间传递回转运动或往复运动,变动密封为静密封,实现了零泄漏和绝对密封。从泄漏与污染、泄漏与密封的关系,提出了绝对密封技术。简要介绍了磁力传动与密封原理,综述了国内外磁力传动泵的发展与应用情况,介绍了作者在泵、阀、釜的应用研究成果。针对我国在该领域存在的技术关键,提出建设性意见与发展战略。

土压平衡盾构主驱动密封滑道磨损处理

为处理盾构机在使用过程中出现的老化磨损等问题,以盾构机的核心部件系统——主驱动密封系统为例,阐述密封系统的密封滑道在长期使用后出现的磨损情况,总结出处理滑道磨损的方法有:1)拆卸密封垫圈调整处理;2)加工密封滑道并贴钢带处理;3)激光堆焊修复处理。同时介绍罗威特土压平衡盾构机主驱动密封滑道的磨损情况及其相关处理措施,进一步论证了密封位置调整处理措施及主驱动密封润滑油脂注入量的重要性。

大型真空干燥罐开门机构及密封结构设计

介绍了电力电容器和变压器行业中使用的大型真空干燥罐的几种开门机构的选型方法及设计要点,给出了真空干燥罐门法兰密封结构的设计方法及制作要求,为真空干燥罐的设计、制造提供了更合理的方案。

磁传动密封搅拌装置在浓相煤粉气力输送中的应用

针对搅拌过程中一直存在的难以解决的动态密封问题,基于磁超距耦合传动原理,在浓相煤粉气力输送中开发了一种新型的磁传动密封搅拌装置.在不同搅拌转速和搅拌器垂直高度下,分析了搅拌器对浓相煤粉气力输送中给粉特性和流化稳定性的影响,建立了各参数与平均给粉速率及罐压标准偏差之间的关联式,获得了搅伴器的最佳操作参数和结构参数:搅拌转速为90 r/m in,搅拌器相对出粉口中心位置为+25 mm.试验结果表明,在搅伴条件下,固气的混合特性得到改善,系统稳定性得到提高.