密封环变形法加工中热装式夹具的设计与试验分析

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1、犬遠裡？大孝ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ倾士享位论文ＭＡＳＴＥＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ密封环变形法加工中热装式夹具的设计与试验分析、／机械设计及理论１１学科专作者姓名—指导教师——＿金诛吉—教一―瘦２５５答辩日期———１—年＿＾！——丘．、．：．－ｆ，硕士学位论文密封环变形法加工中热装式夹具的设计与试验分析ＤｅｓｉｎａｎｄＲｅｌｉａｂｉｌｉｔＡｎａｌｓｉｓｏｆｔｈｅＳｈｒｉｎｋＦｉｔＦ

2、ｉｘｔｕｒｅｉｎｔｈｅｇｙｙ－ＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎＰｒｏｃｅｓｓｏｆＳｅａｌＲｉｎＵｓｉｎｔｈｅＰｒｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｇｇｇＰｌａｎｅＬａｐｐｉｎｇＭｅｔｈｏｄ作者姓名：刘彩红学科、专业：机械设计及理论学号：２１２０４１２４指导教师：金洙吉教授完成日期：２０１５年５月大遠理工犬摩ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进

3、行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他巳申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目ｉｋ：福圭才失十；＇ｔｔ日期）作者签名：＾：年／月Ｉ日＼大连理工大学硕士学位论文摘要一核主菜在核电站的运行过程中起着至关重要的作用，直被认为是核反应堆的心脏。，但机械密封组件在

4、运行过程中极易损坏机械密封是决定核主泉正常工作的关键技术，一可能会造成严重的生命财产安全事故发生泄漏旦泄漏量超过规定的值。然而目，，很前我国对核主粟密封结构密封机理和作用机制的研宄还不够深入，不能够形成整体的产品研发体系，严重制约了核电事业的发展。只有开展对核主粟密封机理的深入研究和对密封结构的创新设计研宄，才能加快核电设备国产化步伐。预变形平面研磨加工方法一（简称变形法）是不依赖于高精度加工设备的种复杂曲面加工方法，有望实现核主录用密封环的低成本高效加工。热装式夹具是实现密封环预一变形的

5、方法之，可以实现密封环的端面变形。本文分别针对核主粟用流体静压圆锥面密封环和动压周向波度密封环，设计了两种密封环加工的热装式夹具。利用有限元分析，方法对过盈配合夹具热装过程和密封环预变形过程进行了分析，最后，进行夹具的研制和预变形平面研磨实验，验证了热装式夹具预变形加工方法的可行性。在圆锥面密封环和夹具的模型分析中，发现加载齿的过盈量与预变形倾角成明显的线性关系，因而可通过调整过盈量，对密封端面进行优化；分析了加载齿厚度与预变形？ｍｍ时￣ｍｍｌ倾角的关系，发现齿厚为３５，齿厚与倾角呈负相关关系

6、，齿厚为３，齿厚对倾角的影响较小，。这是因为，齿厚较小时，加载齿对密封环的作用力很小因而与倾角大小之间不存在明显的关系。在周向波度密封环热装式夹具的设计和分析中，研究了夹具主要结构参数和加工精度对预变形精度的影响，并基于雷诺方程，对密封环的密封性能进行了分析。通过研宄发现，波度区的波幅和周向长度可以通过加载齿的周向长度和过盈量来调节。基于可靠性分析，，发现为保证波幅误差均方差在０．１５ｉｍ以内夹具和密封环的综合误差均方差ｆ要小于０．５ｌｍ。基于对预测加工波形的密封性能分析，发现采用变形法加

7、工获得的波度＾表面和相同波幅的理想表面的密封性能有一定差异。最后，，对热装式夹具进行优化设计，研制出圆锥面密封环预变形加工夹具最后所得预变形端面变形幅值约为与有限元模拟结果吻合。对预变形后的密封环进行、研磨，完成了锥面密封环的加工，验证了热装式夹具预变形平面研磨方法加工圆锥面密封环的可行性。关键字：预变形；热装式夹具；圆锥面密封环；周向波度密封环；有限元分析（密封环变形法加工中热装式夹具的设计与试验分析ＡｂｓｔｒａｃｔＲｅａｃｔｏｒｃｏｏｌａｎｔｕｍｓｈａｓｂｅｅ

8、ｎｈａｉｌｅｄａｓｔｈｅｈｅａｒｔｏｆａｎｕｃｌｅａｒｒｅａｃｔｏｒｎｕｃｌｅａｒｏｗｅｒｐｐ，ｐｌａｎｔｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｃｏｒｅｅｕｉｍｅｎｔ．Ｎｕｃｌｅａｒｍａｉｎｕｍｔｈｅｃｏｏｌｉｎｍｅｄｉｕｍｒａｄｉｏａｃｔｉｖｅｐｑｐｐｐ，ｇ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌ