金属波纹管式屏蔽密封的研究

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在核电工程等领域中,常会碰到要求屏蔽,不允许泄漏,但需要穿墙运转操作的场合,找出其有效途径是本文主要研究方向因此本文研发了金属波纹管式屏蔽密封装置,将波纹管作为屏蔽套,使动密封问题转化为静密封,完全消除动密封点,并完成运动传递,适用于要求严格限制泄漏的低速旋转设备。

本文对金属波纹管式屏蔽密封的运动机构进行分析,对密封结构和关键元件进行设计并采用有限元方法对关键元件屏蔽波纹管进行了数值模拟,建立了波纹管有限元模型,得到了波纹管位移和转角以及应力分布情况,通过某一时刻波纹管的变形和应力特点,推断出周期摇动下波纹管的变形和应力变化,分析屏蔽波纹管结构参数、摇动轴角度及压力对波纹管性能参数的影响采用自行设计的金属波纹管式屏蔽密封试验台,对不同角度、转速和压力下的波纹管进行试验研究,测量各波波距变化,并利用无线应变测试系统测量波纹管中各波应力随时间变化,得出波纹管中应力分布情况通过本文的分析研究,为金属波纹管式屏蔽密封的理论研究和设计提供了一些指导,对金属波纹管式屏蔽密封的应用开发和推广有一定的参考价值。

学位论文数据集4-5摘要5-6ABSTRACT6-8目录8-14第一章 绪论14-201.1 课题来源及研究目的和意义141.2 课题研究背景14-191.2.1 开发技术波纹管式屏蔽密封技术的意义14-151.2.2 金属波纹管式屏蔽密封技术的发展情况15-191.3 课题研究内容及方法19-20第二章 金属波纹管式屏蔽密封的研制20-362.1 金属波纹管式屏蔽密封的结构和工作原理20-232.1.1 运动传递机构21-222.1.2 主要部件22-232.2 摇动轴的设计23-262.2.1 摇动轴强度校核计算24-252.2.2 摇动轴刚度校核计算25-262.3 波纹管的设计26-322.3.1 波纹管位移和转角27-282.3.2 结构协调性原则28-292.3.3 波纹管应力强度计算29-322.4 金属波纹管全屏蔽阀门32-342.4.1 金属波纹管全屏蔽阀门的结构32-332.4.2 金属波纹管全屏蔽阀门的技术方案33-342.5 本章小结34-36第三章 金属波纹管式屏蔽密封中波纹管的理论分析36-603.1 波纹管模型的建立36-383.1.1 波纹管有限元模型36-373.1.2 边界条件37-383.2 数值模拟结果及分析38-493.2.1 位移和转角38-413.2.2 波纹管中应力分布41-433.2.3 子午线方向上的应力强度分布43-473.2.4 圆周上的应力强度分布47-493.3 结构参数对波纹管性能的影响49-563.3.1 对最大应力的影响49-513.3.2 对波纹管摇动弯曲功率的影响51-533.3.3 对刚度、反作用力和力矩的影响53-563.4 压力对波纹管应力的影响56-583.5 本章小结58-60第四章 屏蔽密封的试验研究60-744.1 试验系统60-644.1.1 试验装置60-634.1.2 测量及辅助系统63-644.2 试验内容64-654.2.1 试验参数644.2.2 测试桥路的选择和应变片的粘贴方案64-654.3 试验结果及分析65-734.3.1 波距变化65-674.3.2 应力分布67-694.3.3 参数对应力的影响69-734.4 本章小结73-74第五章 结论74-765.1 本课题研究的主要结论745.2 展望74-76参考文献76-80致谢80-82研究成果及发表学术论文82-84作者及导师简介84-85附件85-86

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