基于Ansys的剖分式机械密封热-结构耦合分析开题报告

 2021-08-08 10:56:33

1. 研究目的与意义

为了方便穿套在旋转轴上的密封环和辅助密封面等元件的安装。人们开始从事剖分式机械密封技术研究。通过对剖分式机械密封技术近20年发展状况的回顾与总结。发现剖分式机械密封之所以至今未能获得推广或只能应用于工作参数较低的场合。是因为缺乏对密封端面和分型面受热受压条件下变形与控制规律研究,以及分型面链接的紧密性分析,无法保证密封设计与运行的可靠性。

由于穿套在旋转轴上的机械密封,其基体包括密封环和辅助密封圈的形状是闭合环形,拆卸修理或更换时需要卸下轴一端的配合件,工程量大,时间长,费用高。有关资料表明,机器设备维修中有40%-50%的工作量用于轴封的维修,大约有70%的维修费用于处理相关机器的密封故障。

本人研究的意义是在考虑摩擦过程中热传导以及端面载荷下的结构应力下,利用Ansys进行热-结构耦合分析。对密封端面和分型面受热受压条件下变形与控制规律研究,以保证密封设计与运行的可靠性。

2. 国内外研究现状分析

从1991年剖分式机械密封出现开始, 剖分式密封得到长足发展。2007年Boyson提出了离心流体装置用剖分式密封技术的可靠性问题。指出要使得剖分式密封能被广泛使用,需要寻找更大的密封压力适用范围。然而,提高密封压力所增加的应力不仅导致整个组件产生较大变形,而且也使剖分环瓣产生相对运动,需要对所使用的材料进行端面载荷下非线性变形和应力计算。

2000年马卫东发明了一种用于大型反应釜和大型泵的分体式机械密封。2003年合肥通过机械研究所对的剖分式机械密封进行试验和工程应用研究后,指出目前研制的完全剖分式机械密封只适用工作参数,还需进行更为深入的研究。2008年杨启明等开展了反应釜用剖分式机械密封设计研究,利用有限元法分析了辅助密封圈的应力应变状况,提出了两种分型面连接结构。

但是这些研究均未考虑端面摩擦热,外力引起的形变对泄漏率,端面摩擦磨损及分型面连接紧密性的影响。分型面的存在,不仅打破了整体密封环的结构连续性,形成轴向泄露通道,而且也改变了额端面受热受压后的变形规律。之所以剖分式机械密封至今为难能得到更广泛的应用,或只能应用于工作参数较低的场合,是因为在解决了分型面的连接问题之后,缺乏对密封端面和分型面受热受压后变形规律和摩擦过程中热传导以及端面载荷下的结构应力的认识,所以有必要深入开展剖分式机械密封理论与应用技术研究。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容:

(1)介绍前人在剖分式机械密封研究方面的贡献,以及存在的问题,指出开展本研究工作的必要性和重要性

(2)了解剖分式机械密封典型结构,考虑摩擦过程中热传导以及端面载荷下的结构应力,利用ansys进行热-结构耦合分析

剩余内容已隐藏,您需要先支付后才能查看该篇文章全部内容!

4. 研究创新点

了解了剖分式机械密封典型结构,考虑摩擦过程中热传导以及端面载荷下的结构应力,利用ansys进行热-结构耦合分析。

对密封端面和分型面受热受压条件下变形与控制规律研究,以保证密封设计与运行的可靠性。

运用软件分析,可以精确计算出应力,对将来他人的研究工作有一定的借鉴作用。

剩余内容已隐藏,您需要先支付 10元 才能查看该篇文章全部内容!立即支付

发小红书推广免费获取该资料资格。点击链接进入获取推广文案即可: Ai一键组稿 | 降AI率 | 降重复率 | 论文一键排版