機(jī)械密封的基本原理精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械密封的基本原理范文

關(guān)鍵詞：泵用機(jī)械密封；機(jī)械密封；泵機(jī)組產(chǎn)品

中圖分類號：THl36文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1009-2374（2009）06-0054-02

我分廠的泵的類型大致有以下幾種：真空泵、離心泵，我分廠的離心泵都是單級單吸離心泵，機(jī)械密封多為單端面機(jī)械密封，人們在分析機(jī)械封泄漏原因時(shí)，習(xí)慣在機(jī)械封自身方面查找原因，比如：它的選型是否合適，材料選擇是否正確，密封面的比壓是否正確。摩擦副的選擇是否合理，端蓋與軸是否垂直等等，而很少在機(jī)械密封的外部條件方面去查找原因，其實(shí)機(jī)械密封的外因也挺重要的，比如：泵給機(jī)械密封創(chuàng)造的條件是否合適，輔助系統(tǒng)的配置是否合適等。

一、機(jī)械密封的原理及要求

機(jī)械密封系指兩塊密封元件在其垂直于軸線的光潔而平直的表面上相互貼合，并作相對轉(zhuǎn)動而構(gòu)成的密封裝置，他通常由靜環(huán)、動環(huán)、彈簧加荷裝置（包括推環(huán)，彈簧盒）輔助密封圈（動環(huán)密封圈、靜環(huán)密封圈）等元件組成，防轉(zhuǎn)套里面的防轉(zhuǎn)銷固定在外壓蓋上，以防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動。其中動環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副，動環(huán)靠密封室內(nèi)液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上，并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅３忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的，因此從結(jié)構(gòu)來看，機(jī)械密封主要是將其極易泄漏的軸向密封，改變?yōu)椴灰仔孤┑亩嗣婷芊猓瑱C(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行過程中，不是一個(gè)單獨(dú)的部件，它是與其他的零部件一起組合起來運(yùn)行的，同時(shí)通過其基本原理可以看出，機(jī)械密封的正常運(yùn)行必須具備以下條件：（1）泵軸的竄量不能太大；（2）機(jī)械密封處的泵軸撓度要小，只有滿足類似這樣的外因，再加上良好的機(jī)械密封自身性能，才能達(dá)到理想的密封效果。

二、影響泵用機(jī)械密封的外部原因

（一）泵軸的軸向竄量

機(jī)械密封的密封面要有一定的比壓（0.4～0.6MPa），從而達(dá)到密封的目的，兩端面的緊密緊密程度可以通過彈簧調(diào)節(jié)。為了保證這個(gè)比壓，要求泵軸不能有太大的竄量 （≤0.5mm），但在實(shí)際生產(chǎn)中，往往泵軸產(chǎn)生很大的竄量。對機(jī)械密封的使用非常不利的，這種情況在我分廠表現(xiàn)在泵啟動過程中，由于不平衡軸向力的存在，使整個(gè)軸發(fā)生向吸入口的竄動，造成機(jī)械密封失去密封作用，常用的措施有：葉輪上開平衡孔，泵體上裝平衡管等。

（二）泵軸的撓度偏大

軸彎曲變形時(shí)橫截面形心沿與軸線垂直方向的線位移稱為撓度，機(jī)械密封要求兩個(gè)密封端面之間受力均勻。但由于泵產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不合理，在機(jī)械密封安裝處產(chǎn)生的撓度偏大，使密封處受力不均勻，從而失去密封效果。這種現(xiàn)象大多存在臥式多級離心泵中。

（三）沒有輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理

機(jī)械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的，它可以有效的保護(hù)密封面，起到冷卻、、沖走雜物等作用。有時(shí)設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)不合理，達(dá)不到密封效果；有的設(shè)計(jì)了輔助系統(tǒng)，但由于沖洗液中有雜質(zhì)，沖洗液的流量、壓力不夠，沖洗口位置設(shè)計(jì)不合理等原因，也同樣達(dá)不到效果。常用的措施有：

1．在條件允許的情況下，盡量設(shè)計(jì)輔助沖洗系統(tǒng)。沖洗壓力一般要求高于密封腔壓力0.107~0.11MPa，密封腔壓力要根據(jù)每種泵的結(jié)構(gòu)形式、系統(tǒng)壓力等因素來計(jì)算。軸封腔壓力很高或者壓力幾乎接近該密封使用最高極限時(shí)，也可由密封腔引液體至低壓區(qū)，使軸封液體流動以帶走摩擦熱。推薦的沖洗量見表1：

2．根據(jù)每種泵的操作條件，合理地配置管路和附件。如冷卻器、孔板、過濾器、閥門、流量指示器、壓力表、溫度等。實(shí)際上密封的可靠性和壽命，在很大程度上取決于密封輔助系統(tǒng)的配置，另外泵軸、軸套、泵體、密封腔體的加工精度不夠等原因的存在對機(jī)械密封的密封效果也是很不利的，在這些方面應(yīng)該做到嚴(yán)格把關(guān)。

（四）振動偏大及消除措施

機(jī)械密封振動偏大往往不是機(jī)械密封自身的原因，而是泵軸設(shè)計(jì)不合理、加工精度不夠、靠背輪的平行度偏大、徑向力大等原因，消除泵振動措施有：泵、電機(jī)、底座、現(xiàn)場管路等輔助設(shè)備在現(xiàn)場安裝時(shí)，要嚴(yán)格把關(guān)，消除振動源。

（五）泵氣蝕的原因及改進(jìn)措施

離心泵葉輪入口處是泵內(nèi)壓力最小的地方，當(dāng)此處的壓力等于或低于工作溫度下被輸送液體的飽和蒸汽壓1pt時(shí)，液體就會沸騰汽化，產(chǎn)生大量氣泡。同時(shí)原來溶于液體中的氣泡也將析出。這些汽跑隨液體流到葉輪內(nèi)壓力較高處汽泡重又凝結(jié)。在凝結(jié)過程中，由于體積急劇縮小，四周的液體以極大的速度沖向整個(gè)凝結(jié)空間，使泵內(nèi)造成沖擊振動和噪音。在壓力很大、頻率很高的液體質(zhì)點(diǎn)連續(xù)沖擊下，金屬表面逐漸因疲勞而破壞，這種破壞稱為剝蝕。同時(shí)溶于液體中的氧等活潑氣體也使金屬產(chǎn)生腐蝕。由于化學(xué)腐蝕與機(jī)械剝蝕的共同作用，加快了金屬損壞的速度，從而使葉輪受到破壞，這就是汽蝕破壞，這種由于液體的汽化和凝結(jié)而產(chǎn)生的沖擊現(xiàn)象就稱為氣蝕現(xiàn)象。消除泵進(jìn)口氣蝕的措施有以下幾點(diǎn)：

1．提高泵的氣蝕性能水平，滿足現(xiàn)場裝置的氣蝕性能的要求。

2．泵應(yīng)當(dāng)在低于允許吸液高度下操作，以保證整個(gè)裝置安全可靠的運(yùn)轉(zhuǎn)。

3．采用抗氣蝕材料制造葉輪，如：2Cr13、稀土合金鑄鐵、高鎳鉻合金材料等，比普通鑄鐵的抗氣蝕能力要好得多。

三、結(jié)語

在分析泵用機(jī)械密封泄漏時(shí)，不僅要考慮機(jī)械密封的內(nèi)因，而且要考慮機(jī)械密封的外因。在實(shí)際工作中要注意以下幾個(gè)問題：

1．使用正規(guī)廠家生產(chǎn)的泵，因?yàn)檎?guī)廠家生產(chǎn)的泵完全按照泵設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)來制造的，在使用材料上不會偷工減料，有一定的保質(zhì)期。

2．維修工應(yīng)增加對機(jī)械密封輔助系統(tǒng)的重要作用和認(rèn)識，盡可能配備完善的機(jī)械密封輔助系統(tǒng)，以提高密封效果。

第2篇：機(jī)械密封的基本原理范文

Abstract： Widely used in various fields of engineering practice， finite element method has become a powerful numerical tool. This article， combined with the practical teaching experience and thinking of the author， the teaching objective， the choice of teaching mode and teaching content， teaching method improvement， and the appraisal way are discussed and summarized. The course objective focuses on enhancing students' interest in learning the finite element method， and improving the quality of teaching， training students' ability of solving engineering problem with finite element software.

關(guān)鍵詞：有限元法；教學(xué)方法；工程實(shí)踐

Key words： finite element method；teaching method；engineering practice

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0111-03

0 引言

有限元法起源于50年代中期，是求解各種復(fù)雜數(shù)學(xué)問題最有效的數(shù)值計(jì)算方法之一，是在求解彈性力學(xué)問題的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，可以分析固體力學(xué)、流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域的復(fù)雜工程問題[1]。目前，有限元法已經(jīng)發(fā)展成為一種在工程設(shè)計(jì)中廣泛應(yīng)用的分析方法。有限元法課程是為西華大學(xué)機(jī)械類專業(yè)碩士研究生開設(shè)的一門重要專業(yè)選修課，主要介紹有限元法的起源、基本思想和應(yīng)用領(lǐng)域；有限元分析軟件的發(fā)展歷程、功能和計(jì)算分析步驟，用有限元法分析的工程問題；利用彈性力學(xué)求解平面問題原理，介紹有限元法的基本原理，包括單元插值函數(shù)的構(gòu)造、單元分析、整體分析、載荷施加與約束簡化；軸對稱問題的有限元法；等參單元的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用；基于穩(wěn)態(tài)傳熱原理的加權(quán)余量有限元法；同時(shí)結(jié)合工程結(jié)構(gòu)實(shí)際分析應(yīng)用，為學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)或?qū)嶋H應(yīng)用及參加科研項(xiàng)目工作打下基礎(chǔ)。經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐，積累了一些體會和認(rèn)識，現(xiàn)就課程的教學(xué)目的、教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容的選擇、教學(xué)方法的改進(jìn)以及考核方式等方面進(jìn)行了探討和總結(jié)。

1 明確教學(xué)目的

西華大學(xué)機(jī)械類碩士生有限元法課程的教學(xué)目的，是從數(shù)學(xué)力學(xué)基礎(chǔ)、有限元軟件、工程應(yīng)用幾個(gè)方面開展教學(xué)工作，使學(xué)生從較高層次（數(shù)力原理）上掌握有限元方法的基本原理，熟練使用有限元分析軟件，具備初步分析工程設(shè)計(jì)問題的能力；給學(xué)生提供一個(gè)自主建模分析的優(yōu)良環(huán)境；以培養(yǎng)研究生的綜合素質(zhì)和創(chuàng)新能力。結(jié)合工程實(shí)際，精選和設(shè)計(jì)具有代表性的課堂Project，在國際上先進(jìn)的有限元分析軟件平臺（如ANSYS）上，進(jìn)行幾何建模、單元劃分、約束處理、外載處理、參數(shù)設(shè)定、計(jì)算設(shè)定以及結(jié)果分析等環(huán)節(jié)的教學(xué)。

2 選擇合理的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式

開設(shè)有限元法課程，在介紹抽象的有限元分析理論和方法的同時(shí)，必須與實(shí)際工程問題分析相結(jié)合。教學(xué)效果取決于在教學(xué)過程中如何找到平衡點(diǎn)，提高教學(xué)效果的關(guān)鍵在于教學(xué)內(nèi)容的廣度、深度和適應(yīng)度的把握。

關(guān)于有限元法課程的教學(xué)模式，一般有兩種：側(cè)重于分析理論的教學(xué)和學(xué)習(xí)，目的是培養(yǎng)理論研究能力；側(cè)重于工程實(shí)際應(yīng)用的教學(xué)和學(xué)習(xí)，目的是培養(yǎng)工程技術(shù)應(yīng)用能力，教學(xué)內(nèi)容偏重于有限元分析模型的建立、單元類型選擇及網(wǎng)格劃分、載荷施加、邊界條件簡化處理、收斂方法選擇及計(jì)算結(jié)果分析和應(yīng)用等[2]。第一種模式比較適合研究型或研究教學(xué)型大學(xué)采用，可在本科高年級或研究生基礎(chǔ)知識學(xué)習(xí)階段開設(shè)此課程，而第二種模式則適合教學(xué)研究型或教學(xué)型大學(xué)的本科和碩士生。西華大學(xué)機(jī)械類碩士生的培養(yǎng)目標(biāo)是培養(yǎng)具有較強(qiáng)工程實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力的高層次、復(fù)合型工程技術(shù)和工程管理人才，所以我們選用第二種教學(xué)模式。無論選擇哪種教學(xué)模式都必須注意，有限元法課程要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際情況，處理好理論教學(xué)與工程實(shí)踐應(yīng)用的輕重關(guān)系。鑒于西華大學(xué)大多數(shù)機(jī)械類碩士生沒有彈性力學(xué)的基礎(chǔ)知識，因此課程的教學(xué)主要從以下幾個(gè)方面使學(xué)生得到訓(xùn)練。

2.1 有限元法基本原理及計(jì)算步驟

有限元法的基本思想，用簡單問題代替復(fù)雜問題：首先將連續(xù)分布結(jié)構(gòu)離散成數(shù)目有限的有限單元。各單元僅在有限個(gè)結(jié)合點(diǎn)處相聯(lián)，用單元組合體近似代替原來的連續(xù)結(jié)構(gòu)。在結(jié)點(diǎn)上引入等效結(jié)載荷代替作用在單元上的實(shí)際動載荷。對每個(gè)單元，選擇簡單的位移模式來近似地表達(dá)單元位移的分布規(guī)律，并按彈性力學(xué)的變分原理建立單元結(jié)點(diǎn)力與結(jié)點(diǎn)位移的關(guān)系，即單元分析，最后把所有單元的這種關(guān)系集合起來，得到以所有結(jié)點(diǎn)位移為未知量的動力學(xué)方程組。給定初始條件和邊界條件，就可求解動力學(xué)方程。

對于不同數(shù)學(xué)模型和物理性質(zhì)問題，具有相同的基本分析步驟，但是具體公式和運(yùn)算求解方法是不相同的?；静襟E一般為：定義問題及求解域；離散求解域；狀態(tài)變量及控制方法的確定，將微分方程轉(zhuǎn)化為等價(jià)的泛函形式；構(gòu)造單元合適的近似解，即建立單元矩陣；整體總裝求解；求解聯(lián)立方程組和結(jié)果分析、應(yīng)用。

2.2 有限元軟件的使用

早在60年代，國內(nèi)外眾多機(jī)構(gòu)就開始開發(fā)有限元算法和分析程序，但真正比較成熟的有限元軟件誕生于70年代初期，而近30年則是有限元軟件商品化的快速發(fā)展階段。目前有通用有限元分析軟件（如ANSYS、MARC、ADINA等）、專用有限元分析軟件（如ADAMS等）和嵌套在CAD/CAE/CAM系統(tǒng)中的有限元分析模塊（如嵌套在I-DEAS、Pro/ENGINEER、UNIGRAPHICS等系統(tǒng)中的有限元分析模塊）。目前主流有限元軟件的發(fā)展特點(diǎn)主要表現(xiàn)在：與CAD三維建模軟件無縫集成，強(qiáng)大的自動網(wǎng)格劃分能力，由求解線性問題領(lǐng)域發(fā)展到非線性領(lǐng)域，由求解結(jié)構(gòu)場發(fā)展到多耦合場，程序具有二次開發(fā)功能。ANSYS有限元分析軟件通用性好，是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、溫度場、聲場和醫(yī)學(xué)工程分析于一體的通用分析軟件，擅長于多物理場、線性和非線性問題的工程問題分析，在機(jī)械、材料成型、汽車、橋梁和建筑等領(lǐng)域應(yīng)用最廣。

本課程先介紹ANSYS有限元分析軟件的基本使用方法，然后通過后續(xù)的工程實(shí)例分析練習(xí)，使學(xué)生掌握軟件的基本使用及分析問題簡化、三維建模、單元劃分、載荷施加、約束的簡化、分析、感興趣結(jié)果的輸出、結(jié)果的理解判斷與應(yīng)用的一般步驟，熟悉有限元分析的整個(gè)過程。

2.3 典型工程分析案例剖析

近年來，隨著工程設(shè)計(jì)、科學(xué)研究等要求的不斷提高以及計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力的快速發(fā)展，有限元分析方法已成為解決復(fù)雜工程問題的重要分析手段，主要表現(xiàn)在：提高設(shè)計(jì)產(chǎn)品和工程的可靠性；在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)潛在的問題并加以改進(jìn)；經(jīng)過模擬分析計(jì)算，采用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，降低產(chǎn)品設(shè)計(jì)成本；縮短產(chǎn)品開發(fā)周期；模擬物理試驗(yàn)，減少試驗(yàn)次數(shù)，從而降低試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。

結(jié)合實(shí)際工程問題，介紹典型的工程分析案例，加深學(xué)生對有限元方法在實(shí)際工程應(yīng)用中的感性認(rèn)識。工程案例主要包括：結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)分析，主要包括靜、動態(tài)分析，結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，振動模態(tài)分析，齒輪接觸應(yīng)力分析，液壓單體沖激振動分析，曲屈和失穩(wěn)分析等；熱分析，主要包括柱塞密封摩擦副熱傳導(dǎo)分析、對流散熱分析和熱輻射分析等；流體分析，主要包括機(jī)械密封端面流場分析、熱固耦合分析等。

3 改進(jìn)教學(xué)方法

3.1 學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)

西方教育家夸美紐斯說：“興趣是創(chuàng)造一個(gè)歡樂光明的教學(xué)途徑之一?！奔ぐl(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，是“以學(xué)生為主體”的現(xiàn)代教學(xué)理念的落腳點(diǎn)[3]。我們在講授有限元法課程緒論時(shí)，通過公元3世紀(jì)，我國數(shù)學(xué)家劉徽提出的用割元法求圓周長的方法即是有限元基本思想的體現(xiàn)，以及“曹沖稱象”典故所反應(yīng)的離散逼近思想等，使學(xué)生對“有限元法”有感性認(rèn)知，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時(shí)，對發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題也有感性認(rèn)識。

有限元法在實(shí)際工程分析中的典型應(yīng)用，也可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如，1952年，Clough建立了由一維梁與桁架組拼成的delta翼模型來模擬結(jié)構(gòu)的振動和顫振分析；1990年，波音公司對新型客機(jī)B-777進(jìn)行無紙化設(shè)計(jì)，僅用三年多時(shí)間，就成功開發(fā)了新一代波音客機(jī)，這是設(shè)計(jì)、制造史上劃時(shí)代的成就，有限元分析起了相當(dāng)重要的作用。此外，利用有限元分析軟件，可以建立人體三維骨骼和肌肉等器官模型，并能夠模擬其生物力學(xué)特性。對模型進(jìn)行仿真，可模擬拉伸、彎曲、扭轉(zhuǎn)和疲勞等力學(xué)性能，從而掌握在不同工況下的變形、應(yīng)力、應(yīng)變分布及極限破壞等情況。這些都是“有限元法”的典型工程應(yīng)用案例。

3.2 注重實(shí)踐

有限元法涉及彈性力學(xué)、泛函分析、矩陣運(yùn)算和數(shù)值計(jì)算方法等，其中不乏有抽象、復(fù)雜晦澀的公式。因此，單純講解有限元分析理論，就會因?yàn)榉爆嵉墓酵茖?dǎo)，使學(xué)生對其有“望而生畏”的感覺。通過介紹有限元法在實(shí)際工程分析中的應(yīng)用，不但可加深其對基本原理的理解，而且可使其真正體會到有限元法解決工程分析問題的能力，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，從而培養(yǎng)其利用有限元法分析具體問題的能力，提高課教學(xué)質(zhì)量。以往在教學(xué)過程中會花絕大部分課時(shí)講解理論基礎(chǔ)知識。

目前“有限元法”的教學(xué)資源比較缺乏，常用簡面問題及桿梁結(jié)構(gòu)很難讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)簡化、有限單元選擇與網(wǎng)格劃分、邊界約束處理與載荷施加、計(jì)算結(jié)果分析等具體環(huán)節(jié)，缺少利用有限元技術(shù)解決實(shí)際工程問題的例子。為此，筆者結(jié)合承擔(dān)的多項(xiàng)項(xiàng)目的研究，對所研究的典型機(jī)械密封、鉆井篩箱、液壓單體以及機(jī)載設(shè)備安裝架等結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化處理，將案例分析引入到教學(xué)環(huán)節(jié)。通過介紹分析問題的來源及工程背景、篩箱動態(tài)特性分析、液壓單體沖激振動分析、安裝架拓?fù)鋬?yōu)化、機(jī)械密封流固耦合分析等，激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲。同時(shí)，通過后續(xù)的實(shí)際工程分析操作，讓學(xué)生掌握有限元分析的基本步驟，初步具備利用有限元軟件分析實(shí)際工程問題的能力。

3.3 多種教學(xué)手段結(jié)合

利用網(wǎng)絡(luò)資源、引進(jìn)多媒體和現(xiàn)代利用信息技術(shù)進(jìn)行教學(xué)手段和教學(xué)方法的改革，進(jìn)行多媒體課件的研制工作，完成了《有限元法分析》課程的多媒體課件，所用素材內(nèi)容豐富、經(jīng)典生動，學(xué)生反映良好，使用方便省時(shí)高效；使教師授課空間由二維的黑板擴(kuò)展到了更真實(shí)、自然的多維空間，為改革傳統(tǒng)的教學(xué)方法和教學(xué)手段提供了新的發(fā)展機(jī)遇。利用校園網(wǎng)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，為學(xué)生提供了教學(xué)課件、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、復(fù)習(xí)思考題、練習(xí)題等大量的學(xué)習(xí)資源，節(jié)省了學(xué)時(shí)，提高了教學(xué)效率和教學(xué)質(zhì)量，也培養(yǎng)了學(xué)生的自學(xué)能力。最后通過完成簡單工程問題的實(shí)際分析以達(dá)到熟練操作軟件的目的。

3.4 改革考核方式

本課程考核的重點(diǎn)是有限元基本原理及其在實(shí)際工程分析中的應(yīng)用?？紤]到課程教學(xué)內(nèi)容的應(yīng)用性強(qiáng)，課程的考核力求體現(xiàn)綜合性、應(yīng)用性和多樣性，重點(diǎn)考核學(xué)生運(yùn)用所學(xué)有限元原理、分析方法解決實(shí)際工程問題的能力。結(jié)合西華大學(xué)機(jī)械類研究生專業(yè)特點(diǎn)，精選出難度適中、具有代表性的實(shí)際工程分析問題，要求學(xué)生利用ANSYS軟件自主完成有限元建模和分析計(jì)算，并撰寫簡單的工程分析報(bào)告。此部分內(nèi)容側(cè)重考核學(xué)生獨(dú)立思考、工程分析和動手等綜合能力，單純依靠筆試難以實(shí)現(xiàn)。另外，課程考核中還包含要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)專業(yè)、專長或根據(jù)導(dǎo)師科研的要求，選擇實(shí)際工程問題，撰寫出利用有限元軟件分析的初步技術(shù)路線。學(xué)生最終成績的評定將根據(jù)大作業(yè)、上機(jī)操作以及筆試等情況并按一定比例綜合評定。

4 結(jié)語

課程教學(xué)改革的關(guān)鍵在于更新教學(xué)理念。實(shí)踐新的教學(xué)理念，就必須從精選教學(xué)內(nèi)容，改革教學(xué)方法和手段以及注重工程實(shí)際應(yīng)用等方面著手。針對有限元法課程應(yīng)用性強(qiáng)的特點(diǎn)，筆者根據(jù)西華大學(xué)機(jī)械類碩士生的培養(yǎng)目標(biāo)，結(jié)合承擔(dān)的多項(xiàng)項(xiàng)目的研究成果，探索將最新分析成果融入教學(xué)內(nèi)容，通過典型機(jī)械密封、鉆井篩箱、液壓單體以及機(jī)載安裝架等實(shí)際的工程分析案例剖析，提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增強(qiáng)了學(xué)生對有限元方法在實(shí)際工程應(yīng)用中的感性認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生具備初步分析工程設(shè)計(jì)問題的能力，為后續(xù)的專業(yè)課程學(xué)習(xí)打下了良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]王勖成.有限單元法[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

第3篇：機(jī)械密封的基本原理范文

關(guān)鍵詞：脈動真空滅菌器；真空泵；密封門；疏水閥；觸摸屏；工作原理；故障現(xiàn)象

我院是衛(wèi)生部啟動的全國新一周期醫(yī)院等級評審工作以來，按照新版（2011版）綜合醫(yī)院評審評級標(biāo)準(zhǔn)和評審辦法評審?fù)ㄟ^的首批三級甲等醫(yī)院。醫(yī)院有開放床位3000多張，共有8臺機(jī)動門真空滅菌柜，所以供應(yīng)室的工作量非常大，脈動真空滅菌器使用頻率很高，出現(xiàn)的故障較多。醫(yī)院使用的高溫蒸汽滅菌柜，構(gòu)造比較復(fù)雜。下面就它的構(gòu)造原理和常見故障談?wù)勛约旱囊恍w會。

脈動真空滅菌器在控制系統(tǒng)方面較為先進(jìn)，采用高集成芯片作為主控制器，使用觸摸屏作為人機(jī)界面。在程序設(shè)置方面共編制了六套滅菌程序和兩套功能檢測、測試程序，織物程序，器械程序，BD實(shí)驗(yàn)程序，液體程序，自選一，自選二程序，壓力測試程序，簡易干燥程序，用戶可以根據(jù)需要選擇應(yīng)用。

因?yàn)闄C(jī)動門脈動真空滅菌器設(shè)置的程序比較全面，能實(shí)現(xiàn)的功能較多，所以構(gòu)造比較復(fù)雜，主要有管路系統(tǒng)，真空泵，開關(guān)門系統(tǒng)。其中管路系統(tǒng)包括進(jìn)水管路，疏水管路，壓縮氣體管路。下面詳細(xì)介紹一下各個(gè)部分的基本原理以及容易出現(xiàn)的故障。

1壓縮氣體在整個(gè)設(shè)備中有兩個(gè)重要作用

1.1壓縮氣體對閥門的驅(qū)動 機(jī)動門在管路系統(tǒng)中使用的是蓋米氣動閥，該種閥門的可靠性很高，大大降低了管路系統(tǒng)的故障率。因?yàn)楣苈废到y(tǒng)的故障大部分都集中在閥門上，但是這種氣動閥門是靠壓縮氣體作為閥門的驅(qū)動介質(zhì)，所以必須有合格的壓縮氣源才能保證閥門正常的工作，我院使用的壓縮氣源是引自病房壓縮氣體管路。

1.2壓縮氣體除了驅(qū)動閥門外還有一個(gè)很重要的作用是實(shí)現(xiàn)對門的密封 當(dāng)門向下滑動過程中關(guān)門行程開關(guān)閉合，門停止運(yùn)動，這事壓縮氣體通過汽水分離器、閥島、二向五通閥將門密封膠條從膠條槽中吹出，實(shí)現(xiàn)對門的密封。當(dāng)壓縮氣體的壓力低時(shí)會出現(xiàn)閥門不能開啟的情況，最常見的就是剛啟動程序只見到真空泵在在工作但內(nèi)室的壓力沒有下降，這種現(xiàn)象就是閥門沒有開啟，伴隨這種情況還會有夾層壓力低或者為零的現(xiàn)象。因?yàn)閴嚎s氣體要通過二向五通閥，如果再氣體中含有雜質(zhì)如水、細(xì)小顆粒等雜質(zhì)，這些雜質(zhì)將會堵塞二向五通閥的閥芯，病會造成閥門損壞。所以一定要保證壓縮空氣的干燥潔凈，這事整個(gè)設(shè)備正常工作必不可少的條件。

2水在整個(gè)消毒過程中作用

有兩個(gè)：一個(gè)是冷卻從內(nèi)室中排出的蒸汽，二是作為真空泵的工作介質(zhì)。

2.1當(dāng)水的壓力較小時(shí)，冷卻效果會變差，大量的蒸汽進(jìn)入到泵頭中會引起泵頭管道結(jié)垢以及出現(xiàn)尖銳的噪音，縮短真空泵的使用壽命。在水壓較小的情況下還會影響真空泵的效率，只是真空只能達(dá)到很淺的位置。

2.2在無水的情況下運(yùn)行還會損壞密封件，引起機(jī)械密封漏水。納西姆真空泵為液環(huán)式真空泵，在工作時(shí)必須要有液體形成液環(huán)起到密封的作用，當(dāng)沒有水時(shí)真空泵工作中不可能達(dá)到極限真空。所以當(dāng)真空泵工作而真空度不理想的情況下首先要檢查水源是否合格，然后再考慮其他原因。

2.3在水的流量低的時(shí)候同樣會引起管道結(jié)垢，所以對于機(jī)器在高層樓房上的水壓及流量不夠的情況下要考慮加水箱和加壓泵，以保證機(jī)器用水。

3真空泵是最重要也是最容易出現(xiàn)問題的部件

3.1真空泵是產(chǎn)生真空的最重要部件，它通過電機(jī)轉(zhuǎn)動帶動泵頭里的葉輪轉(zhuǎn)動，把內(nèi)室的氣體抽出排掉，形成真空。真空泵使用的是380伏特的電壓，因此在接通電源開始工作以前需要看一看電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方向是不是和泵頭上指示的方向一致，如果不一致要將其中的任意兩相調(diào)換一下位置即可。在平時(shí)的工作中也要注意檢修電源時(shí)不要變更相序，如果要變更真空泵要重新調(diào)相。當(dāng)真空泵運(yùn)行正常而又不產(chǎn)生真空的時(shí)，檢查真空泵的運(yùn)轉(zhuǎn)方向多半能夠找到原因。

3.2真空泵還有一個(gè)很重要的用途，就是在開關(guān)門時(shí)會先運(yùn)轉(zhuǎn)15s，通過二向五通閥在膠條槽中形成負(fù)壓將膠條吸回，方便門的上下滑動。當(dāng)真空泵不啟動時(shí)閥門在開啟位置時(shí)出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)就是這個(gè)原因。真空泵通過控制器發(fā)出的信號來使電磁起動器吸合獲得電流工作，與電磁起動器相連的是一個(gè)熱過載繼電器，當(dāng)真空泵工作負(fù)載過大或者電源缺相時(shí)，通過熱過載繼電器的電流超過設(shè)定值時(shí)，繼電器將會斷開，這時(shí)電磁起動器同時(shí)也會跳開，真空泵停止工作，起到保護(hù)作用。當(dāng)真空泵保護(hù)后可以手動復(fù)位，如果頻繁保護(hù)而沒有查明原因的時(shí)候不能調(diào)大電流設(shè)定值，這時(shí)要檢查管道是不是堵塞，泵頭內(nèi)是否結(jié)垢，在檢查沒有發(fā)現(xiàn)異常的時(shí)候可以適當(dāng)?shù)脑龃箅娏髟O(shè)定值，同時(shí)注意觀察真空泵的工作情況。

3.3當(dāng)真空泵工作時(shí)出現(xiàn)聲音明顯增大，變尖銳而出現(xiàn)保護(hù)時(shí)一般都是管道和泵頭內(nèi)有水垢造成的，這時(shí)就需要除垢了。除垢時(shí)將真空泵上方的三通絲堵擰開，倒入除垢劑（比如JT100），然后擰上絲堵，按照使用說明浸泡一定時(shí)間，開機(jī)將除垢劑沖出即可。

4密封門采用電動升降、氣壓密封結(jié)構(gòu)，并設(shè)有安全連鎖裝置

當(dāng)密封門沒有進(jìn)入主體齒孔位置時(shí)，門不能升降，當(dāng)門下降到正常密封位置時(shí)，程序才能啟動。同時(shí)當(dāng)密封門處于工作位置，程序一旦啟動并運(yùn)行或者內(nèi)室壓力超出零壓設(shè)定范圍，密封門將被鎖死不能開啟，以便能夠確保操作過程的安全。在門罩板后有電機(jī)鏈條及機(jī)械傳動裝置。當(dāng)控制器發(fā)出開門信號時(shí)，真空泵運(yùn)轉(zhuǎn)15s將門膠條收回后，門電機(jī)開始轉(zhuǎn)動，通過鏈條帶動門向上滑動，當(dāng)開門行程開關(guān)閉合門開到位后，門電機(jī)停止運(yùn)行。

4.1關(guān)門時(shí)真空泵也會同時(shí)運(yùn)行，以便把膠條收回，防止門向下滑動的時(shí)候造成門堵轉(zhuǎn)，關(guān)門行程開關(guān)閉合，門關(guān)到位后，門電機(jī)停止運(yùn)行。

4.2如果門在門開關(guān)的過程中負(fù)載過大，造成門電機(jī)電流過大，門保護(hù)板會發(fā)出報(bào)警，觸摸屏?xí)@示門堵轉(zhuǎn)的提示，這時(shí)要檢查是不是有異物或者門膠條沒有收回阻礙了門的滑動。

4.3如果是門膠條沒有收回，主要問題應(yīng)該集中在抽空單向閥及二向五通閥上，抽空單向閥如果不通，在開門時(shí)雖然真空泵啟動但是負(fù)壓不能到達(dá)門膠條，膠條不能收回。二向五通閥在開門時(shí)應(yīng)該接通真空泵與膠條，使負(fù)壓到達(dá)膠條槽，如果二向五通閥切換不好，同樣會出現(xiàn)負(fù)壓不能到達(dá)膠條槽，導(dǎo)致膠條不能收回。

4.4該系列的滅菌器全部設(shè)有手動開門裝置，當(dāng)滅菌器按正常的工作程序結(jié)束后，如果出現(xiàn)門打不開的現(xiàn)象，此時(shí)可將隨機(jī)攜帶的附件棘輪扳手套于門側(cè)面的手動桿上，前門向下，后門向上轉(zhuǎn)動扳手，即可將門打開。

5疏水閥如果出現(xiàn)故障極易出現(xiàn)濕包

疏水閥位于夾層排水管路中，為不銹鋼雙金屬疏水閥。

5.1在管路中水比較多但是溫度較低的時(shí)候雙金屬片收縮，向外排泄的量大，方便冷凝水快速的排掉。

5.2當(dāng)管路里的水較少溫度較高的時(shí)候，雙金屬片膨脹，向外排泄的量變小，利于夾層的壓力保持穩(wěn)定。

5.3當(dāng)疏水閥出現(xiàn)問題不能疏水時(shí)，大量的冷凝水就會積聚在夾層里，越積越多，直到夾層全部積滿，這種情況會導(dǎo)致濕包，內(nèi)室溫度升不上去，不能滅菌，這時(shí)應(yīng)該逆時(shí)針調(diào)大疏水閥讓水排掉。

5.4在調(diào)節(jié)沒有效果的時(shí)候要考慮疏水閥內(nèi)部濾網(wǎng)是否堵塞，如果沒有堵塞則是雙金屬片失靈，必須更換。

6控制系統(tǒng)中控制器處理的全部是數(shù)字信號，溫度、壓力顯示值容易出現(xiàn)跳變

脈動真空滅菌器在工作時(shí)就需要把溫度、壓力等模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號再輸送到控制器中。在實(shí)際控制中是把溫度、壓力等模擬信號先傳送到溫度變送器和壓力變送器中，轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸送到控制器中。

6.1當(dāng)在設(shè)備的附近有強(qiáng)磁場、電場干擾的時(shí)候可能會出現(xiàn)溫度或者壓力跳變的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況就需要加強(qiáng)屏蔽。

6.2在接地不良的時(shí)候同樣會出現(xiàn)溫度、壓力跳變的現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況，重新接地即可。

7觸摸屏在使用中非常方便，但是也容易出現(xiàn)不少問題

在操作系統(tǒng)中是通過觸摸屏來實(shí)現(xiàn)人機(jī)對話的，操作人員可以選擇需要的滅菌程序，觀察滅菌的過程，監(jiān)測即時(shí)的溫度和壓力，維修人員可以調(diào)整各種使用和維修參數(shù)。脈動真空滅菌器工作在高溫高濕環(huán)境中，極易造成觸摸屏故障。

7.1按鈕漂移，可以手動校準(zhǔn)。

7.2觸摸屏藍(lán)屏，現(xiàn)場沒有辦法修復(fù)，需要拆卸下觸摸屏帶回工作室維修。

參考文獻(xiàn)：