井下应急封隔器结构设计及胶筒坐封效果评价

为应对海洋钻井过程出现的高压溢流和井涌风险,设计了一种井下应急封隔器装置,在内外胶筒间添加金属骨架提高其坐封强度。为评估井下应急封隔器的坐封效果,利用有限元方法建立井下应急封隔器模型,模拟了封隔器的坐封过程,并对比了金属骨架对胶筒接触应力、坐封效果的影响。结果表明:20 MPa坐封压力下,胶筒与套管接触应力达到12.1 MPa,封隔器能够封堵20 MPa井下溢流;添加金属骨架后,胶筒峰值应力、变形均显著降低,坐封能力大幅提升。所设计的井下应急封隔器装置可实现高压溢流、井涌的有效封堵,保障平台作业安全。

适用于低温声传感器的MEMS密封氟橡胶复合材料合成及性能研究

随着我国电力建设向高纬度、高海拔等低温区域推进,变电站噪声测试面临低温问题,特别是低温声传感器密封,面临系列挑战。MEMS(Micro-Electro-Mechanical Systems,微型电子机械系统)密封性能取决于密封圈材料拉伸和压缩形变后的恢复程度,低温会导致密封圈材料玻璃化,进而影响传感器的使用寿命。含氟材料具有优异的耐磨性和耐腐蚀性,广泛用于各类密封件、绝缘材料的制备,但同样面临着低温环境下性能下降的问题。通过在金属有机骨架材料外表面接枝烷基长链合成了一种改性的纳米钛基材料DA-NH2-MIL-125(Ti),以氟橡胶为聚合物基体,DANH2-MIL-125(Ti)为功能填料,通过溶液共混法制备了复合密封材料。得益于NH2-MIL-125(Ti)颗粒外表面中烷基长链较低的极性作用,提升了纳米金属有机骨架颗粒与氟橡胶基质之间的相容性,得到一种高掺杂量的氟橡胶复合材料,当DA-NH2-MIL-125掺杂量为20%时,该复合材料拉伸强度可达19.1MPa,玻璃转化温度由-22℃降低到-31℃,提高了氟橡胶的耐低温性能。

骨架密封圈机器视觉检测装置设计及应用

为提高骨架密封圈外径尺寸和边缘缺陷的检测效率,降低检测人员的劳动强度和漏检率,研究一种基于机器视觉原理的检测装置,在分析密封圈质量要求的基础上对检测装置进行总体设计。依据密封圈的结构形状和尺寸精度要求,设计检测装置的硬件结构,光学系统的硬件主要包括BaslerCCD相机、OPTO远心镜头、OPT照明光源等。采用白色LED光源的背光照明方式获取密封圈轮廓形状,利用CCD相机和远心镜头作为图像传感器采集密封圈图像轮廓特征。利用HexSight视觉软件对密封圈图像进行灰度化处理、噪声滤除和二值化处理等步骤,以完成图像处理和分析,通过质心提取和边缘角点提取等步骤完成检测。结果表明:该检测装置能准确判断密封圈的尺寸精度,检测精度可达0.23 mm;边缘缺陷能被准确识别,其识别率能达到检测要求。

一种机泵用组合机械密封方案的探究

本文主要探究了环己烷输送泵在高温高压条件下的一种复合密封方案,该方案利用车床技术对静环座进行改造,解决了轴与设备间隙泄漏的问题。通过对低密度热流体在高温高压下的研究,尝试改变原厂机械密封形式,解决了环己烷输送泵机械密封端面磨损、烧结等问题。

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。

矫正机骨架密封安装工艺研究

矫正机骨架密封安装要求严格,通过对密封使用工况及结构的研究,调研实际安装过程中出现的问题,改进工艺手段,制定了一套有效的工艺方法,在骨架密封安装过程中要求均匀施压,将骨架密封均匀压入轴承盖内,保证了骨架密封不变形,避免了由于变形产生的泄漏,此工艺方案操作简单,装配质量一致性高,并且降低了生产劳动强度。

汽车橡胶密封条用金属骨架的研究

对目前国内常用的汽车橡胶密封条用金属骨架的材质、类别、加工和应用进行分析。汽车橡胶密封条用金属骨架的材料主要有碳素结构钢、不锈钢和铝材。汽车橡胶密封条用金属骨架按加工工艺可分为滚剪拉伸带、滚压带、冲切带、钢丝编织带、平板带等;按材质可分为钢带、铝带、钢丝编织带等。目前国内汽车橡胶密封条用金属骨架以DC03+CX90系列钢带、SPCC系列钢带的应用最为广泛,欧系车密封条多采用5754系列铝带。汽车门框密封条、行李箱密封条、发动机盖密封条、水切密封条、天窗密封条、B柱中缝密封条等都广泛地采用金属骨架结构。减小厚度和轻量化是汽车橡胶密封条用金属骨架的主要研究方向。

功能梯度材料主动混合3D打印喷头的应用研究

功能梯度材料(Functionally Graded Materials,FGM)在生物医学、柔性电子、软体机器人和航空航天等领域有着广泛应用。但是,目前3D打印装置大多处于试验阶段,存在生产稳定性低、无法连续生产以及抽真空时密封性差等问题。针对存在的问题,设计一种基于多材料主动混合的3D打印喷头,利用阀针控制和骨架油封,解决了聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)/碳化硅(Silicon Carbide,SiC)功能梯度材料无法连续性制备的难题,为功能梯度材料的广泛应用提供了一种新的解决方案。经验证,此方案制造聚合物功能梯度材料具有可行性,对后续研究具有重要的指导意义。

抗撕裂型海水蝶阀D形密封圈的研制

根据核电机组海水蝶阀D形密封圈性能要求,开发一种抗撕裂型海水蝶阀D形密封圈。选择氢化丁腈橡胶为主体材料、锦纶织物543为骨架材料、开姆洛克205为粘合剂,优化产品结构,改进产品制造工艺,并设计试验装置验证了D形密封圈的性能。结果表明,经过优化设计的海水蝶阀D形密封圈的抗撕裂性能和密封性能显著提高,满足暗渠隔离阀的使用要求,可减少暗渠作业次数。

回转式骨架油封收缩变型模型研究

骨架油封作是橡胶同钢材结合的零件,其在硫化过程中各个部位会有不同程度的收缩,因而在参数化模型中难以控制。对回转式骨架油封制品收缩变型规律进行分析,重点研究其在模具设计中变型最为复杂的唇口部位。通过对唇口各参数的数学关系进行求解,建立唇口部位收缩变型参数关系数学模型。在此基础上对回转式骨架油封制品及模具型腔模型进行全尺寸约束,保证模型在制品收缩变型基础上得出准确的模具型腔形状。该研究结果为回转式骨架油封的智能化设计提供了一种可行性途径。

往复式骨架油封模具自动化设计技术研究

针对骨架油封模具设计周期长的问题,通过对往复式骨架油封进行研究,以模具设计为出发点,对模具中关键分型线的确定方法进行了研究,并分析了余胶槽、顶杆和相关壁厚等关键地方的变形规律,建立了数学模型。采用自顶向下的建模方法对模具总体装配及零件进行建模,依据模具设计规则,从油封三维模型的几何特征中提取构成模具型腔的各个零件及其分型线的关键特征,形成封闭的型腔特征曲面,进而利用这些特征曲面切除装配结构中的各个模板零件内侧特征,获得模具型腔结构特征,完成模具详细设计。该设计方法实现了骨架油封模具随油封尺寸自动变形设计,大大提高了设计效率。

旋转式骨架油封关键参数对主唇配合区的影响分析

模拟分析旋转式骨架油封关键参数对主唇过盈配合区变形和应力的影响。结果表明,随着过盈量(δ)、弹簧中心与唇尖轴向距离(R)、弹簧刚度系数(K)和油面角(α)增大,油封主唇产生的最大von Mises应力和最大接触压力的变化规律相似;油侧接触宽度几乎不受各参数变化的影响;δ和K对最大接触压力和接触宽度的影响均较大。

用于支票印鉴鉴别的图像预处理及配准算法

为了消除支票印鉴自动鉴别系统中由于不同的盖印条件引起的印鉴质量变化,该文提出了一种印鉴图像预处理及配准算法,即首先利用彩色信息将印鉴灰度图从支票背景中分割出来,然后利用基于梯度值的动态阈值实现印鉴图像的二值化。为了消除印鉴中存在的笔划连接和笔划残缺,该文提出了一种笔划填充和骨架校正算法。实验证明该算法具有较强的适应性、可靠性和实用性。

往复式骨架油封压力场的动态分析

针对往复式骨架油封的损坏与泄漏问题,通过合理假设、部位简化以及等效力模拟等方式,采用控制变量法,在ABAQUS中,建立往复式骨架油封的有限元模型,分析过盈量、往复速度、摩擦因数及流体压力对往复式骨架油封密封性能的影响。通过分析发现:过盈量的增加,会导致等效应力的增大,进而使往复式骨架油封唇口部位损伤增大,影响密封性能;往复速度的增大,使进出行程的等效应力都增大,但总体来说,进行程的等效应力大于出行程的等效应力;摩擦因数的增大,使等效应力与接触压力均增大,但前者增长趋势比后者更加明显;流体压力的增大,导致等效应力和接触压力均增大,但是出行程的变化趋势相较于进行程的更加明显。

基于特征的骨架油封模块化配置设计

为解决因油封截面控制尺寸繁多而导致的设计工作重复量大的问题,研究骨架油封模块化设计方法。通过骨架油封结构模块化配置设计,实现油封装配支撑部、主唇部和副唇部的配置,从而可快速构成不同结构的油封产品形式;通过对骨架油封的重要特征及局部特征的参数化和系列化设计,实现满足特定密封性能要求的油封产品结构参数化设计。在此基础上,开发基于特征的油封模块化、参数化配置设计系统进行油封模块化设计方法,提高设计工作效率和准确率。

往复式骨架油封温度场的动态分析

针对往复式骨架油封因温度过高,造成唇口损伤的问题,采用ABAQUS软件模拟往复式骨架油封唇口温度分布,并研究过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数对往复式骨架油封唇口处的温度影响,依据所选橡胶材料的适用温度范围并对照分析结果,得出过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数的合理取值区间。结果表明:过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数的增加,会使往复式骨架油封唇口处的温度升高,进而影响往复式骨架油封的密封性能;往复速度与运行时间共同作用,使唇口处的温度在某一速度附近出现骤升现象;与内行程相比,过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数对外行程中唇口处的温度影响更大,使唇口处的温度具有更大增幅以及更高的温度值,这表明因温度过高造成唇口损伤的现象更易发生在外行程。

往复式骨架油封密封界面内油膜压力和厚度分布

以汽车减震器密封用的往复式骨架油封为研究对象,基于润滑理论建立密封界面内的流体润滑数值计算模型来分析往复式骨架油封的密封性能,该模型耦合了固体力学、流体力学以及变形力学分析。采用ANSYS有限元分析提取密封区的静接触压力进行固体力学分析,采用超松弛迭代法求解雷诺方程进行流体力学分析,采用影响系数法求解密封唇面的变形,其中假定密封唇面的微凹凸形貌具有正弦和双余弦分布。通过模型分析密封唇面微凹凸形貌、往复速度对密封界面内的油膜压力和厚度的影响规律。结果表明:在2种不同形式的密封唇面微凹凸形貌下,内行程中密封界面内的油膜压力大于外行程的;密封唇面微凹凸形貌以正弦函数分布,往复式骨架油封密封处发生泄漏;密封唇面微凹凸形貌以双余弦函数分布,往复式骨架油封具有良好的密封性能。

激励对往复式骨架油封密封性能的影响

为改善往复式骨架油封的泄漏问题,建立油封唇口密封区流体润滑的数值计算模型,模型考虑密封面粗糙形貌以及油封唇口的径向变形,通过求解雷诺方程分析密封区的流体力学特性,获得密封区的油膜厚度和压力分布,并分析激振频率和振幅对密封性能的影响规律。结果表明:随着激振频率的增加,内外行程中密封区的最小膜厚呈先增加后减小的变化趋势,激振频率越大,往复式骨架油封的密封性越差;内外行程中密封区的的最小膜厚随激振振幅的增加呈非线性增加,激振振幅越大,往复式骨架油封的密封性越好。综合考虑,为提高密封效果,往复式骨架油封适用于小频高幅的工作场合。

油田注水设备降耗技术研发与应用

为解决当前注水系统设备能耗大,特别是柱塞式注水泵(以下简称柱塞泵)在运行过程中受油田处理水中腐蚀性物质、机械杂质的影响造成的设备损伤,产生注水单耗大、密封失效快等问题,研制了衬套式弹簧座和柱塞泵连接杆骨架油封拆卸装置,对设备的损害点由泵头本身转移到了衬套上,将传统的点接触拆卸改变为面接触拆卸。现场在60台柱塞泵上应用了衬套式弹簧座,柱塞泵连接杆骨架油封拆卸装置使用了229次,注水单耗最佳实验由5.92 kWh/m^(3)降至5.41 kWh/m^(3),骨架油封取出时间由21 min下降至9 min,提高工作效率2~3倍,累计创效66.7万元,对同类注水设备降耗具有良好的借鉴意义。

进口悬臂式轧机轧辊轴密封的改进

本文介绍了一种用于悬臂式轧机轧辊轴头的多唇密封，它具有刚度大、密封效果好、使用寿命长和温度补偿性等特点。