碩士論文答辯ppt3磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封的自適應(yīng)特性研究

1、1PPT模板下載： 行業(yè)PPT模板： 節(jié)日PPT模板： PPT素材下載： PPT圖表下載： 優(yōu)秀PPT下載： PPT教程： Word教程： Excel教程： 資料下載： PPT課件下載： 范文下載： 試卷下載： 教案下載： 匯報(bào)人：匯報(bào)人：磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封的自適應(yīng)特性研究磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封的自適應(yīng)特性研究南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech UniversityResearch on Self-adaptive Characteristics of Mechanical Seal Hydrodynamically Lubricated by Magnetic Fluid流體工程與密

2、封技術(shù)研究室2緒論12磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封性能的試驗(yàn)研究3磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封自適應(yīng)特性的試驗(yàn)研究4結(jié)論與展望5目目 錄錄 ContentsContents磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech UniversityPage 23Page 311南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論 高可控性 高智能性4Page 411南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論泄漏現(xiàn)象 普遍出現(xiàn) 5Page 511南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論uh2流體動(dòng)力楔模型h1pmax機(jī)械密封的結(jié)構(gòu) 螺旋

3、槽密封環(huán)模型 高精度高穩(wěn)定可靠性零泄漏動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封6Page 611南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論圖 1-4 磁流體潤(rùn)滑的非接觸式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)：1.充滿密封副表面實(shí)現(xiàn)連續(xù)潤(rùn)滑2.不易泄漏3.不易受外部污染4.能夠更好的促使良好的全油膜 形成5.產(chǎn)生相比于傳統(tǒng)的滑動(dòng)軸承小 得多的摩擦力6.能大大提高滑動(dòng)軸承的承載能 力和抗磨損的能力711南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論P(yáng)age 7工作在高壓、高轉(zhuǎn)速下的機(jī)械密封高參數(shù)密封密封能力是比較穩(wěn)定的壓力波動(dòng)轉(zhuǎn)速突變811南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒

4、論P(yáng)age 8自適應(yīng)控制系統(tǒng) 目的調(diào)節(jié)： 工況條件 的波動(dòng)情況修正：自身特性來適 應(yīng)對(duì)象擾動(dòng)的 動(dòng)態(tài)特性的變化911南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論P(yáng)age 9擁有自適應(yīng)控制能力的系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，控制過程信息不斷被采集確定被控制對(duì)象當(dāng)前工作狀態(tài)的實(shí)際情況，性能準(zhǔn)則的優(yōu)化，確定自適應(yīng)控制規(guī)律控制器的結(jié)構(gòu)以及參數(shù)被實(shí)時(shí)的調(diào)整，使系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)始終處于自動(dòng)的工作在最優(yōu)或者次最優(yōu)的情況中10Page 1011南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論課題研究目的：1：提出了一種磁流體潤(rùn)滑的非接觸式機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，建立了一套多參數(shù)可控的機(jī)械密封試驗(yàn)裝

5、置，研究了磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)磁流體動(dòng)壓密封性能的影響規(guī)律。2：利用磁流體粘度可控的特性，采用磁場(chǎng)發(fā)生器控制磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑膜的動(dòng)壓性能，提出了密封性能的自適應(yīng)控制方法。11Page 1111南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University緒論課題的技術(shù)路線如右圖：12Page 1212南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置 在傳統(tǒng)機(jī)械密封的基礎(chǔ)上，研發(fā)了一套磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置，并對(duì)此裝置的關(guān)鍵技術(shù)部分動(dòng)靜密封環(huán)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)。13Page 1312南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封

6、試驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)完成后靜、動(dòng)密封環(huán)效果圖如下圖所示：1321磁流體泵入孔；2溫度傳感器輸入孔；3壓力傳感器輸入孔；4螺旋槽414Page 1412南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置 動(dòng)密封環(huán)成品圖如下圖所示：15Page 1512南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置磁流體基本物性參數(shù)測(cè)試 MCR旋轉(zhuǎn)流變儀 MCR旋轉(zhuǎn)流變儀測(cè)量頭16Page 1612南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置本試驗(yàn)所用磁流體的基本物性參數(shù)：如下圖： 磁流體剪切

7、速率與粘度的關(guān)系磁流體剪切速率與剪切應(yīng)力的關(guān)系17Page 1712南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置 C202p002p0fH)sin(d12d23HMTkHM2csin)0.5L(1)(5 . 023?L)(dLMM TkHML002pd)6/1 ()(C20fH)sin()(5 . 01)(5 . 023LL磁場(chǎng)對(duì)磁流體粘度的影響規(guī)律 :可以通過改變外磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小來控制磁流體的粘度數(shù)值，產(chǎn)生與所需要相適應(yīng)的動(dòng)壓效應(yīng)，從而提高機(jī)械密封的密封性能。18Page 1812南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體

8、動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置 2.5密封環(huán)螺旋槽的槽型優(yōu)化： 為了省略槽型設(shè)計(jì)時(shí)大量繁瑣的計(jì)算，且更能直觀的觀察設(shè)計(jì)分析的結(jié)果，應(yīng)用Visual Basic 6.0開發(fā)了可視化密封槽槽型設(shè)計(jì)軟件。19Page 1912南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置 為了研究影響因素的重要性，采用正交試驗(yàn)研究槽長(zhǎng)比等因素對(duì)螺旋槽液膜承載力、泄漏率、剛漏比的影響。如表2-1所示。 20Page 2012南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置螺旋槽液膜承載力的極差分析泄漏率的極差分析21Page 2112南京

9、工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置螺旋槽優(yōu)化結(jié)果為:槽長(zhǎng)比為0.4，槽寬比為0.6，槽深為12 m，螺旋角為0.1 rad，槽數(shù)為8，最小膜厚為2 m，改形位置為0.1螺旋槽液膜承載力最大，泄漏率最小，剛漏比最大。22Page 2212南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置2.5 磁流體密封中的電磁場(chǎng)數(shù)值模擬 圖 2-11 磁場(chǎng)發(fā)生器及密封系統(tǒng)的物理模型23Page 2312南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置 材料銅線空氣磁流體相對(duì)導(dǎo)磁

10、率0.911電導(dǎo)率5.98810703107相對(duì)介電常數(shù)111表 2-6 電磁系統(tǒng)具體電磁參數(shù)圖 2-13 403不銹鋼的B-H曲線24Page 2412南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置電電流流1A時(shí)時(shí)磁磁感感線線分分布布如如下下圖圖：整整個(gè)個(gè)系系統(tǒng)統(tǒng)的的磁磁感感應(yīng)應(yīng)強(qiáng)強(qiáng)度度分分布布云云圖圖：25Page 2512南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置 磁場(chǎng)強(qiáng)度在極靴和密封位置的值遠(yuǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度在極靴和密封位置的值遠(yuǎn)大于其它位置，其分布云圖如下圖：大于其它位置，其分布云圖如下圖： 磁場(chǎng)強(qiáng)度

11、矢量圖如下：磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量圖如下：26Page 2612南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)裝置平均磁場(chǎng)強(qiáng)度H與電流大小I的關(guān)系如下圖： 上圖反映出電磁強(qiáng)度和電流大小成正比關(guān)系。磁流體之間電磁力與電流大小關(guān)系如下圖： 由上圖可知磁流體之間的電磁力較小，其隨著電流的增大而變大，考慮計(jì)算的誤差存在，其關(guān)系可以近似為線性關(guān)系。27Page 2713南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封性能的試驗(yàn)研究使用合適的閉合力，通過調(diào)節(jié)磁場(chǎng)發(fā)生器中的電流強(qiáng)度來控制密封能力是可行的。對(duì)螺旋槽機(jī)械密封中磁流體薄膜的流體動(dòng)力潤(rùn)

12、滑特性進(jìn)行試驗(yàn)研究磁場(chǎng)對(duì)磁流體的流體動(dòng)力效應(yīng)的影響機(jī)理。非接觸式機(jī)械密封試驗(yàn)設(shè)備為基礎(chǔ)潤(rùn)滑膜壓力分布的數(shù)值分析研究磁場(chǎng)強(qiáng)度、旋轉(zhuǎn)速度的變化對(duì)潤(rùn)滑膜厚度的影響規(guī)律開展了摩擦扭矩、溫度特性和磁流體損耗的試驗(yàn)性研究。流體動(dòng)壓效應(yīng)隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化規(guī)律28Page 2813南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封性能的試驗(yàn)研究系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)數(shù)值導(dǎo)線直徑d0/mm1導(dǎo)線纏繞匝數(shù)N/根800繞組橫截面A/mm2800密封環(huán)外徑d1/mm104密封環(huán)內(nèi)徑d2/mm68轉(zhuǎn)軸直徑d3/mm70極靴直徑d4/mm236極靴出口寬L1/mm15靜環(huán)寬度L2/mm25動(dòng)環(huán)寬度L3

13、/mm24密密封封系系統(tǒng)統(tǒng)的的主主要要幾幾何何尺尺寸寸對(duì)密封環(huán)間磁感應(yīng)強(qiáng)度進(jìn)行了測(cè)量29Page 2913南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封性能的試驗(yàn)研究圖 3-4 平均磁化強(qiáng)度和電流強(qiáng)度的關(guān)系圖 3-5 膜厚隨著I不同值的變化規(guī)律圖 3-6 M隨的不同值的變化規(guī)律圖 3-7 T隨值的變化規(guī)律30Page 3013南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封性能的試驗(yàn)研究圖 3-8 在I的不同值下，磁流體的泵排量隨的改變量圖 3-9 電流強(qiáng)度對(duì)最大膜壓的影響：膜厚 /膜的摩擦力矩隨旋轉(zhuǎn)速度和磁場(chǎng)強(qiáng)度增加而增加

14、可采用外磁場(chǎng)強(qiáng)度來控制密封能力。 由于液膜的粘性耗散和密封環(huán)的熱變形，所以密封環(huán)的溫度上升不可避免。隨著動(dòng)環(huán)轉(zhuǎn)速的增加，磁流體的損耗量也會(huì)增大。采用合適的閉合力，液膜壓力隨磁場(chǎng)強(qiáng)度而變化。31Page 3114南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封自適應(yīng)特性的試驗(yàn)研究密封間隙中的液膜壓力被密封介質(zhì)的壓力機(jī)械密封處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)工作狀態(tài)導(dǎo)致密封失效相 等不相等32Page 3214南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封自適應(yīng)特性的試驗(yàn)研究改變外磁場(chǎng)強(qiáng)度可改變磁流體潤(rùn)滑膜的動(dòng)壓，使得潤(rùn)滑膜壓力大小與被密封介質(zhì)的壓力

15、大小相等磁流體的供給量的調(diào)節(jié)可以通過控制相應(yīng)電磁閥來實(shí)現(xiàn)，使所需要密封介質(zhì)的供給流量與潤(rùn)滑介質(zhì)的泵送量流量相當(dāng)實(shí)現(xiàn)了此非接觸式機(jī)械密封系統(tǒng)中密封性能的自適應(yīng)控制。33Page 3314南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封自適應(yīng)特性的試驗(yàn)研究磁流體潤(rùn)滑機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)：34Page 3414南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封自適應(yīng)特性的試驗(yàn)研究35Page 3514南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封自適應(yīng)特性的試驗(yàn)研究 密封性能密封性能 分析模塊分析模塊

16、密封腔壓力密封腔壓力 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速操作參數(shù)操作參數(shù)監(jiān)控模塊監(jiān)控模塊參數(shù)變化？參數(shù)變化？否否是是參數(shù)微調(diào)參數(shù)微調(diào)模塊模塊調(diào)節(jié)磁流體調(diào)節(jié)磁流體入口流量入口流量調(diào)節(jié)磁場(chǎng)發(fā)調(diào)節(jié)磁場(chǎng)發(fā)生器電壓生器電壓滿足密封要求？滿足密封要求？否否是是密封環(huán)幾何參數(shù)密封環(huán)幾何參數(shù)密封環(huán)端面比壓密封環(huán)端面比壓密封環(huán)材料參數(shù)密封環(huán)材料參數(shù)鐵磁流體粘度關(guān)系鐵磁流體粘度關(guān)系密封腔內(nèi)壓力P1=0.25MPa密封腔內(nèi)壓力P2=0.50MPa密封腔內(nèi)壓力P3=0.75MPa磁流體粘度（mPas）76.8683.2289.76磁場(chǎng)強(qiáng)度H（A/m）133833391756833電流強(qiáng)度I（A）0.731.852.43表4-1自適應(yīng)控

17、制研究試驗(yàn)結(jié)果36Page 3614南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封自適應(yīng)特性的試驗(yàn)研究 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出密封腔內(nèi)壓力變化對(duì)磁場(chǎng)發(fā)生器的電流強(qiáng)度的影響規(guī)律。圖 4-3 電流強(qiáng)度隨密封腔內(nèi)壓力的變化規(guī)律由圖4-3可以得出，在試驗(yàn)條件一定的情況下，隨著密封腔內(nèi)的壓力的增大，磁場(chǎng)發(fā)生器內(nèi)的電流強(qiáng)度不斷增大，從而使磁場(chǎng)強(qiáng)度不斷增大，進(jìn)而影響磁流體的粘度。與此同時(shí)，磁流體的粘度變化會(huì)導(dǎo)致潤(rùn)滑介質(zhì)泵送量的變化，從而保證磁流體的動(dòng)壓能隨被密封介質(zhì)壓力的增大而增大，保證密封效果。 37Page 3715南京工業(yè)大學(xué) Nanjing Tech University結(jié)論與展望結(jié)論對(duì)磁流體的物性參數(shù)進(jìn)行了準(zhǔn)確測(cè)量，以及對(duì)密封裝置進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用有限元軟件對(duì)磁流體密封中的電磁場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬對(duì)磁流體動(dòng)壓潤(rùn)滑機(jī)械密封性能開展了試驗(yàn)研究對(duì)磁流體潤(rùn)滑機(jī)械密封的自適應(yīng)控制原理進(jìn)行系統(tǒng)研究，并結(jié)合磁流體潤(rùn)滑機(jī)械密封試驗(yàn)機(jī)的磁場(chǎng)發(fā)生器中電流強(qiáng)度和密封介質(zhì)之間的關(guān)系提出了該磁流體潤(rùn)滑機(jī)械密