机械密封端面接触状态的声发射监测研究 被引量：20

1

作者 李晓晖 傅攀 +1 位作者 曹伟青 陈侃 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第8期83-89,共7页

有效监测机械密封的端面接触状态有助于对密封失效做出早期预警。针对密封声发射信号难以降噪的问题,提出基于神经网络粒子滤波和最小二乘支持向量机的声发射建模方法。首先通过机械密封的端面膜厚测量,研究声发射能量在密封启动过程中... 有效监测机械密封的端面接触状态有助于对密封失效做出早期预警。针对密封声发射信号难以降噪的问题,提出基于神经网络粒子滤波和最小二乘支持向量机的声发射建模方法。首先通过机械密封的端面膜厚测量,研究声发射能量在密封启动过程中的变化规律;接着利用人工神经网络构建信号的状态空间,再通过粒子滤波算法对状态空间滤波降噪;最后从滤波信号中提取特征,并利用最小二乘支持向量机构建机械密封端面接触状态的检测模型。实验数据证明该方法能有效实现机械密封端面状态的无损检测,具有良好的工业前景。 展开更多

关键词 密封端面接触 声发射 粒子滤波 状态监测 最小二乘支持向量机

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不等温下螺旋槽干气密封端面压力分布计算 被引量：11

2

作者 陈侃 黄泽沛 +1 位作者 姚进 张智 《排灌机械工程学报》 EI 北大核心 2013年第7期605-610,共6页

以干气密封无限窄槽理论为基础,提出了不等温假设条件修正算法.利用机械密封端面温度分布近似算法求解干气密封端面温度分布函数,与液体介质情况不同的是,对于空气,其热传导角根据经验取为液体的3倍.为了更方便地求解Gabriel算法中的微... 以干气密封无限窄槽理论为基础,提出了不等温假设条件修正算法.利用机械密封端面温度分布近似算法求解干气密封端面温度分布函数,与液体介质情况不同的是,对于空气,其热传导角根据经验取为液体的3倍.为了更方便地求解Gabriel算法中的微分方程,采用线性曲线拟合方法获得与前面求得的温度分布函数近似的密封端面温径关系曲线T(r).将T(r)代入Gab-riel算法中代替原来的温度常量T,从而得到非等温条件下的螺旋槽干气密封端面压力分布微分方程.采用4阶龙格库塔法求解该微分方程,得到沿半径方向的端面压力分布.通过与文献结果对比发现,当膜厚分别为5.08,3.05,2.03μm时,采用非等温条件修正后的算法所得槽根处压力pg比原算法提高了6.8%,5.0%,2.7%.计算结果较好地反映了干气密封端面压力分布槽根处最高、外半径处次之、内半径处最小之一般规律.与有限元法相比,该算法应用更为便捷. 展开更多

关键词 干气密封 端面温度 螺旋槽 端面压力 无限槽

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静压干气密封端面流场数值模拟 被引量：11

3

作者 王和顺 董霖 +2 位作者 黄泽沛 张车宁 陈次昌 《排灌机械工程学报》 EI 2011年第2期165-169,共5页

为了提高静压干气密封的性能,基于N-S方程、层流模型、SIMPLEC算法,在节流孔直径和端面间隙变化的情况下,对静压干气密封流场进行数值模拟,重点考察了端面气膜压力及开启力的变化情况.数值结果表明:密封气在流经节流孔后形成显著的压力... 为了提高静压干气密封的性能,基于N-S方程、层流模型、SIMPLEC算法,在节流孔直径和端面间隙变化的情况下,对静压干气密封流场进行数值模拟,重点考察了端面气膜压力及开启力的变化情况.数值结果表明:密封气在流经节流孔后形成显著的压力降,该压力降的大小会随端面间隙增大而增大,随节流孔径增大而减小.端面压力在均压浅槽区中心附近最高,向四周逐渐下降,在均压浅槽区边沿附近,压力梯度较大.开启力总体随间隙增大而减小,极小值接近于0.当端面间隙在5～12μm范围内,开启力随间隙增大而迅速减小,端面气膜具有很大的刚度.较小的节流孔直径可在小端面间隙条件下获得更大的气膜刚度.根据计算数据,对某轴径为30mm的反应釜搅拌器轴端密封,在转速为50～300 r/min范围内成功进行了台架实验,重点对泄漏量和端面磨损状况进行了监测,结果表明密封实现了稳定的非接触式运转. 展开更多

关键词 密封 静压干气密封 端面流场 压力降 数值模拟

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基于声发射技术的机械密封膜厚测量 被引量：9

4

作者 李晓晖 傅攀 张智 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期198-204,共7页

机械密封主要通过动静端面之间的流体膜来实现润滑与密封,因此须对其膜厚进行监测。针对现有监测技术难以推广到工业现场的问题,提出机械密封液膜状态的声发射监测方法。以直接测量结果指导间接测量结果,建立适于声发射技术的机械密封... 机械密封主要通过动静端面之间的流体膜来实现润滑与密封,因此须对其膜厚进行监测。针对现有监测技术难以推广到工业现场的问题,提出机械密封液膜状态的声发射监测方法。以直接测量结果指导间接测量结果,建立适于声发射技术的机械密封液膜膜厚检定模型:对信号进行经验模态分解,并通过核主分量分析优化其特征;提出基于双重人工神经网络的联级决策模型。该模型能对密封膜厚程度进行估计,且较之单一的神经网络更为准确,具有良好的工业前景。 展开更多

关键词 机械密封 膜厚监测 降维 联级决策

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螺旋槽型干气密封系统轴向振动影响因素研究 被引量：8

5

作者 刘蕴 殷国富 +1 位作者 杜建媛 张智 《四川大学学报（工程科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S2期155-160,共6页

针对干气密封中气膜厚度稳定性的要求以及多级调控操作条件易导致失效的问题,进行基于Workbench的螺旋槽型干气密封系统的动力学特性分析研究。建立一种浮动环(静环)的轴向振动模型,并推导其轴向振动幅值表达式;运用Workbench对浮动环... 针对干气密封中气膜厚度稳定性的要求以及多级调控操作条件易导致失效的问题,进行基于Workbench的螺旋槽型干气密封系统的动力学特性分析研究。建立一种浮动环(静环)的轴向振动模型,并推导其轴向振动幅值表达式;运用Workbench对浮动环系统进行工况条件下的预应力模态分析和谐响应分析,将模拟仿真与理论推导结果做对比,分析总结得出同一参数不同数值条件下浮动环轴向振动幅值的变化趋势,以及影响浮动环轴向振动幅值的主要因素和次要因素。该方法不仅能够灵活地获得不同条件下浮动环的振幅值,并且从激振频率与固有频率的关系方面解释了振动趋势形成的原因。 展开更多

关键词 浮动环系统 Workbench模拟仿真 预应力模态分析 谐响应分析

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焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究 被引量：6

6

作者 马咏梅 马传鑫 +5 位作者 张弦 项章特 张清波 蔡勇 王庆 吴琼 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期160-167,共8页

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立... 焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明:工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为:介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。 展开更多

关键词 机械密封 圆环理论 端面振动 径向振动位移

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机械密封实验台数据采集系统研制 被引量：4

7

作者 孙泽刚 陈次昌 +2 位作者 黄泽沛 王新霖 张有华 《排灌机械》 2005年第2期45-48,共4页

介绍了机械密封数据采集系统串口通信技术的基本原理,并对新型高性能机械密封泄漏量数据采集系统下位机的硬件配置和上位机软件设计进行了描述。该系统实现了对机械密封泄漏量数据的采集、保存、绘出曲线图。还分析了实验结果及其影响因... 介绍了机械密封数据采集系统串口通信技术的基本原理,并对新型高性能机械密封泄漏量数据采集系统下位机的硬件配置和上位机软件设计进行了描述。该系统实现了对机械密封泄漏量数据的采集、保存、绘出曲线图。还分析了实验结果及其影响因素,对实际生产提供了理论依据。 展开更多

关键词 机械密封 串口通信 数据采集 事件驱动

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基于模糊识别的非接触机械密封工作状态分析

8

作者 王和顺 陈次昌 +1 位作者 黄泽沛 王新霖 《石油机械》 北大核心 2005年第3期14-16,3-4,共3页

提出了一种基于模糊识别的非接触式机械密封工作状态分析的方法。首先对该方法的必要性和可行性进行论证, 然后对该方法进行了具体分析, 主要采用了泄漏量、端面温度、端面间隙及其相应变化率作为参量, 来对机械密封工作状态进行分析, ... 提出了一种基于模糊识别的非接触式机械密封工作状态分析的方法。首先对该方法的必要性和可行性进行论证, 然后对该方法进行了具体分析, 主要采用了泄漏量、端面温度、端面间隙及其相应变化率作为参量, 来对机械密封工作状态进行分析, 最终得出密封状态的合理描述。其特点表现在: (1) 多参量综合评判非接触机械密封工作状态; (2) 合理预测密封系统工作状态可能的变化趋势; (3) 能较准确地描述密封系统的工作状态; (4) 状态划分有待进一步改进。 展开更多

关键词 机械密封 泄漏量 端面 工作状态 非接触 间隙 模糊识别 多参量 描述 划分

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焊接金属波纹管密封端面流固耦合参数分析 被引量：2

9

作者 项章特 马咏梅 +4 位作者 马传鑫 蔡勇 张清波 王庆 易高升 《石油化工设备》 CAS 2019年第2期1-7,共7页

介绍了焊接金属波纹管机械密封端面流固耦合分析所需的理论基础和方法。对液膜压力、端面接触力以及力变形进行理论计算。在DM Geometry中进行建模,利用ICEM划分液膜流体网格并设定边界条件,并调入FLUENT与ANSYS中,解得压力场分布、转... 介绍了焊接金属波纹管机械密封端面流固耦合分析所需的理论基础和方法。对液膜压力、端面接触力以及力变形进行理论计算。在DM Geometry中进行建模,利用ICEM划分液膜流体网格并设定边界条件,并调入FLUENT与ANSYS中,解得压力场分布、转速与端面平均压力,介质压力与端面平均流速,介质压力与端面平均压力以及泄漏量与转速、介质压力等关系图并进行分析。为密封端面的流固耦合分析提供了一种研究思路,对焊接金属波纹管机械密封的进一步研究起到一定参考作用。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 机械密封 流固耦合 分析

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管道天然气离心压缩机干气密封国产化研制 被引量：11

10

作者 沈登海 刘小明 +2 位作者 王泽平 张聪 曹磊 《石油化工设备技术》 CAS 2020年第2期39-46,共8页

国内管道天然气压缩机绝大部分采用进口机组,其核心部件干气密封具有轴径大、压力高、运行条件苛刻等特点,且全部采用进口产品。干气密封价格高、维修时间长、售后服务不及时,已成为长输管道运行的潜在隐患。文章介绍了西部管道GE机组PC... 国内管道天然气压缩机绝大部分采用进口机组,其核心部件干气密封具有轴径大、压力高、运行条件苛刻等特点,且全部采用进口产品。干气密封价格高、维修时间长、售后服务不及时,已成为长输管道运行的潜在隐患。文章介绍了西部管道GE机组PCL800机型的干气密封国产化研制的过程。首先,通过机组的运行条件确定了干气密封的设计条件,然后根据设计条件和机组的密封腔尺寸确定了干气密封型式、结构设计、密封材料配置、槽形的选择等。采用专业的干气密封计算软件,计算和分析了密封在设计条件下的端面性能参数和泄漏量。最后,对研制的国产化干气密封样机按照API 617标准和试验大纲要求进行工厂测试,测试结果表明:本次研制的管道天然气压缩机干气密封满足设计技术要求。通过本次国产化研制工作,可以为其他管道天然气压缩机干气密封国产化提供参考。 展开更多

关键词 干气密封 国产化研制 管道天然气压缩机 泄漏量

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基于Pro/E的干气密封参数化建模研究

11

作者 骆科技 王和顺 +2 位作者 朱维兵 黄泽沛 张车宁 《煤矿机械》 北大核心 2011年第8期64-66,共3页

为了提高干气密封的设计效率,丰富设计结果的信息量,以Pro/E软件为平台,研究了一种干气密封参数化模型的实现方法。对每个零件设置参数,并建立参数和模型尺寸之间的关系,利用尺寸驱动技术,通过程序对模型参数的输入进行控制,实现了干气... 为了提高干气密封的设计效率,丰富设计结果的信息量,以Pro/E软件为平台,研究了一种干气密封参数化模型的实现方法。对每个零件设置参数,并建立参数和模型尺寸之间的关系,利用尺寸驱动技术,通过程序对模型参数的输入进行控制,实现了干气密封模型的参数化设计。并以轴套为例,给出了具体的设计过程。通过使用参数化模型设计,可大幅提高设计效率、缩短设计周期,提高整个设计过程的自动化程度。 展开更多

关键词 密封 干气密封 参数化设计 PRO/E

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焊接金属波纹管波形结构参数优化分析 被引量：4

12

作者 张弦 马咏梅 +2 位作者 丁万 陶帅 王庆 《石油化工设备》 CAS 2016年第6期1-6,共6页

波纹管作为焊接金属波纹管机械密封的关键零件,其波形的结构参数对力学性能和使用性能影响很大。在相关理论公式和受力分析的基础上,利用ANSYS软件模拟工况下波片的运行状况,选取直边S形波和3种不同倾斜角的斜边S形波进行耐压性能分析,... 波纹管作为焊接金属波纹管机械密封的关键零件,其波形的结构参数对力学性能和使用性能影响很大。在相关理论公式和受力分析的基础上,利用ANSYS软件模拟工况下波片的运行状况,选取直边S形波和3种不同倾斜角的斜边S形波进行耐压性能分析,结果表明45°斜边S形波受力情况良好,耐压能力较强。在此波形的基础上分析了波宽、波深、圆弧半径等参数对耐压性能、弹率和失稳因子的影响,此研究结果对焊接金属波纹管的波形优化设计有一定的参考价值。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 波形 结构参数 优化设计

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基于薄壳理论的焊接金属波纹管失弹机理研究

13

作者 马咏梅 卢翔宇 +3 位作者 马传鑫 项章特 吴昊 张弦 《石油化工设备》 CAS 2020年第3期12-17,共6页

依据弹性薄壳理论中应变位移关系以及材料的应力松弛理论,导出了机械密封用焊接金属波纹管在实际工况下的失弹方程,得到了波纹管的失弹曲线。根据试验得到的材料应力松弛曲线,确定了材料在工况温度下的应力松弛参数值。在ANSYS Workbenc... 依据弹性薄壳理论中应变位移关系以及材料的应力松弛理论,导出了机械密封用焊接金属波纹管在实际工况下的失弹方程,得到了波纹管的失弹曲线。根据试验得到的材料应力松弛曲线,确定了材料在工况温度下的应力松弛参数值。在ANSYS Workbench中对波纹管失弹进行有限元分析,将有限元分析结果与理论计算结果对比。研究结果表明,理论计算公式能较好地描述波纹管长期在高温下工作的失弹现象,有限元分析验证了采用弹性薄壳理论建立失弹方程的正确性,可为波纹管的可靠性研究提供依据。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 机械密封 薄壳理论 失弹 应力松弛

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基于轴对称细环壳一般解的焊接波纹管应力计算 被引量：4

14

作者 孙四中 马咏梅 +3 位作者 丁万 孙丹凤 王庆 张智 《石油化工设备》 CAS 2016年第2期28-32,共5页

引用弹性薄壳一般理论,建立了焊接波纹管力学模型,讨论了机械密封用焊接波纹管在实际工况下的边界条件和各环壳之间的连续条件。依据轴对称细环壳一般解的理论,求得焊接波纹管的线性精确解析解。利用有限元仿真模拟焊接波纹管实际工况,... 引用弹性薄壳一般理论,建立了焊接波纹管力学模型,讨论了机械密封用焊接波纹管在实际工况下的边界条件和各环壳之间的连续条件。依据轴对称细环壳一般解的理论,求得焊接波纹管的线性精确解析解。利用有限元仿真模拟焊接波纹管实际工况,分析焊接波纹管应力分布情况,将仿真结果与解析解进行比较,验证了力学模型的建立及其求解的正确性,其结果可为焊接波纹管的结构分析及结构优化提供参考。 展开更多

关键词 焊接波纹管 力学模型 解析法 有限元分析

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S型焊接金属波纹管外压失稳临界极限压力研究 被引量：3

15

作者 陈赵勤 马咏梅 +4 位作者 马传鑫 束振 王捷 王子涵 王泽平 《石油化工设备》 CAS 2021年第4期8-12,共5页

焊接金属波纹管是一种具有横向波纹且具有位移补偿能力的轴向密封件,稳定性是影响其工作寿命和承载能力的重要因素。根据周向失稳和平面失稳极限压力经验公式,计算了金属波纹管受外压和轴向压缩条件下的失稳极限压力。通过建立金属波纹... 焊接金属波纹管是一种具有横向波纹且具有位移补偿能力的轴向密封件,稳定性是影响其工作寿命和承载能力的重要因素。根据周向失稳和平面失稳极限压力经验公式,计算了金属波纹管受外压和轴向压缩条件下的失稳极限压力。通过建立金属波纹管三维模型,在有限元分析软件中采用控制变量法分别研究了介质压力、轴向压缩量、扭矩以及波数对焊接金属波纹管稳定性的影响,拟合出了失稳临界极限压力与介质压力和轴向压缩量的关系表达式,并对比分析了理论计算结果和仿真结果。分析结果表明,其他参数不变时,失稳临界极限压力随介质压力、扭矩及波数的增大而减小,随轴向压缩量的增大而增大。提出的失稳临界极限压力拟合关系式对S型焊接金属波纹管的设计、校核具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 外压稳定性 失稳 极限压力

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S型焊接金属波纹管弯曲刚度分析 被引量：1

16

作者 束振 马咏梅 +5 位作者 李何钰秋 卢翔宇 陈赵勤 王捷 王子涵 王泽平 《石油化工设备》 CAS 2021年第5期22-26,共5页

弯曲刚度是焊接金属波纹管的重要性能指标。采用有限元仿真方法和实验室测试方法,进行了S型单层和双层焊接金属波纹管弯曲刚度研究。研究结果表明,有限元仿真结果比实验室测试结果更符合实际工况,几何非线性条件下的有限元仿真结果比几... 弯曲刚度是焊接金属波纹管的重要性能指标。采用有限元仿真方法和实验室测试方法,进行了S型单层和双层焊接金属波纹管弯曲刚度研究。研究结果表明,有限元仿真结果比实验室测试结果更符合实际工况,几何非线性条件下的有限元仿真结果比几何线性条件下的更符合实际工况。几何非线性条件下的有限元仿真数据表明,波纹管弯曲刚度随着施加到波纹管上的轴向力的增大而减小,波纹管弯曲角度随着力的增大呈现出线性增大的现象,双层结构波纹管的弯曲刚度是单层结构弯曲刚度的1.7~1.9倍。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 弯曲刚度 有限元仿真 实验室测试 分析

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S型焊接金属波纹管波片波形优化设计 被引量：1

17

作者 蔡勇 马咏梅 +1 位作者 刘海 徐智剑 《石油化工设备》 CAS 2020年第2期27-32,共6页

S型焊接金属波纹管的波片波形结构对波纹管性能影响较大,目前尚无准确表达波形结构对波纹管性能影响的具体设计公式及理论。利用ANSYS Workbench软件建立了直边波形及斜边45°波形这2种S型焊接金属波纹管波片的二维模型,以提高波片... S型焊接金属波纹管的波片波形结构对波纹管性能影响较大,目前尚无准确表达波形结构对波纹管性能影响的具体设计公式及理论。利用ANSYS Workbench软件建立了直边波形及斜边45°波形这2种S型焊接金属波纹管波片的二维模型,以提高波片压力刚度为优化设计目标,对模型进行静力学分析,确定了需要优化的波形结构参数及其取值范围。调用ANSYS Workbench响应面优化模块,设置优化参数与目标函数,求解得到优化设计后的波片波形结构参数数值。优化设计前后波纹管波片的应力分布和压力刚度对比表明,优化设计后的波片具有更高的压力刚度及更小的应力,优化后的斜边45°波形波片的力学性能更优。 展开更多

关键词 焊接金属波纹管 波片 波形 结构 参数 优化设计

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