智能型接触式机械密封设计分析开题报告

全文总字数：3355字

1. 研究目的与意义

机械密封由于密封性优良，使用寿命长，摩擦功耗小，抗振性好，可保证旋转机械设备性能高效发挥，已成为旋转设备运行中不可缺少的组成部分[1]。

机械密封是一种依靠弹性元件对静、动环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置，故又称为端面密封[2]。

在旋转设备中应用的新型密封技术主要有磁流体密封[3]、干气密封[4]、金属蜂窝密封[5]、刷式密封[6]。

2. 国内外研究现状分析

国外机械密封可控技术发展起步较早，在1990年，理查德.f.萨伦特等就研制出了一种可控性机械密封，该装置的一个控制系统随传感器反应，产生外部电压，供给促动器控制表面的会聚，从而在宽阔的运转状态范围中，保持润滑液膜的最佳厚度[10]。

john wilson payne提出通过改变密封件的锥度来控制密封件的泄漏率，采用两种可控密封方法作为现有密封件的直接替代品，一种是通过对密封面内部充满液压油的空腔加压，以引起变形并改变锥形，另一种是采用由压电晶体组成的密封面，在该晶体上感应出电压引起变形以修改锥形[8]。

在2008年，richard f. salant等建造了一台电控机械密封装置，该装置利用两面之间的润滑膜厚度是通过调节碳面的锥形来控制，通过在碳面粘结的压电元件上施加电压来实现。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：（1）接触式机械密封的可控性；（2）轴向力与泄漏率的和摩擦功耗的关系；（3）压电晶体的供电电压与轴向变形的关系；（4）智能型接触式机械密封控制参数确定。

研究计划：第1~2周：选题、熟悉课题任务、阅读文献、撰写开题报告。

第3~6周：阅读文献，查找弱人工智能方面的相关技术、接触式机械密封的可控性的相关概念，思考如何将弱人工智能运用到机械密封上面，确定控制参数和反馈参数（通过比较决定将端面比压作为控制参数，摩擦扭矩作为反馈参数），确定机械密封的端面比压和机械密封性能的关系，建立端面比压和性能的数学模型。

4. 研究创新点

通过最佳端面比压的研究，以及压电晶体的供电电压与轴向形变关系的研究，建立智能型接触式机械密封控制方案，为实现智能化工厂中机械密封无人值守的高效安全运行提供理论支撑。