论文部分内容阅读
金属橡胶是一种由金属丝经编织、冷压等特殊工艺制备的均质的弹性多孔材料,由其制备的密封件具有承载能力强、工作温度范围大、耐腐蚀、耐辐射及不易老化等特性,可以应用在航空航天中苛刻的温度、压力环境中。由于金属橡胶需与其它材料组合才能起到密封作用,许多关键技术亟待解决,所以金属橡胶密封的研究成为目前金属橡胶领域的研究难题之一。本文分析了课题研究背景和国内外研究现状,研究了金属橡胶在密封领域应用的可行性及突出特点。根据项目要求研制了金属包覆型及丁腈橡胶包覆型金属橡胶密封件。针对本课题组研制的金属橡胶专用密封试验台,深入探讨了Siemens S7-200PLC控制算法,从控制系统、加压系统、加热系统、流量检测系统四个方面进行了调试及改进。针对流量检测系统,设计加工了电子流量检测系统,该系统能够实现实时监测流量变化、高压工况下微流量检测,提高了该试验台的测量精度,为进一步的试验研究奠定基础。通过热膨胀试验,研究了金属橡胶的温度特性;通过力学特性试验,研究了金属橡胶的力学参数。基于平行圆盘间隙内的压差流动模型及Navier-Stokes方程,分析了密封间隙内流体的流动问题,研究了温度、压力、热膨胀系数及相对密度等参数对金属橡胶密封件泄漏率的影响,推导了其泄漏率公式,为金属橡胶密封件密封性能的研究提供了理论依据。开展了金属橡胶密封件的密封性能试验,研究了相对密度、预紧力、压缩率、温度各因素对金属橡胶密封件密封性能的影响——增大压缩率、扭矩、相对密度,可以增强其密封性能,当压力工况较小时,各参数对泄漏率值影响差别不大,选用较小值即能实现预设密封性能,压力工况较大时,各参数对泄漏率影响差别较大,需合理分配各参数值;在试验温度范围内,泄漏率随温度的升高而增大。以一种结构参数的金属橡胶密封件为例,将试验结果与利用推导的泄漏率公式计算的结果进行了对比分析,结果表明,在一定温度、压力范围内,泄漏率公式能够为金属橡胶密封件密封性能的研究提供指导。