为探究端面密封材料S-07不锈钢在不同参数下的摩擦学行为,构建纳米尺度下S-07不锈钢的摩擦磨损模型,以对偶件的压入深度和滑动速度作为变量,研究S-07不锈钢表面摩擦学性能及形貌变化。结果表明:随着摩擦相对滑动速度的增加(50、100、150 m/s),S-07不锈钢磨损表面粗糙度降低;随着对偶件压入深度(0.3、0.6、0.9 nm)的增大,摩擦因数呈上升趋势;磨损量随压入深度增大而增大,随滑动速度上升呈下降趋势。在微观尺度上,从位错、塑性变形等角度解释了在不同磨损条件下S-07不锈钢性能变化的原因,为该材料适用摩擦工况的选择提供了理论参考。

以少量常压煤油介质条件下涡轮泵用球面装配机械密封为对象,通过实验测试分析端面磨损形成机理。设计实验工装,实现金属环截面9点温度矩阵和石墨环座3位置轴向位移的测试,得到两种弹簧力条件下温升和位移演变数据,并对磨损端面进行光学显微观测和径向轮廓测量。结果表明:磨损深度以内径处最大,至靠近外径处一定宽度内无磨损;随转速的升高密封环轴向及径向温度梯度不断增大;两工况下密封环倾转热变形造成的端面间隙锥度约为2.5 mrad和7.5 mrad。对于该型式密封,有必要通过端面开设流体动压槽以形成主动泵入润滑等方法来改善流体静压润滑效应缺失造成的严重磨损。

系统阐述了诱导轮的基本理论与结构特点,改进了诱导轮的水力设计方法。采用5个翼型来设计诱导轮叶片,并推导出了轮毂轴向长度的计算公式。基于此方法,在AutoCAD 2008平台上,采用C＋＋作为编程语言,在Ob ject-ARX 2008环境下开发成功了用于诱导轮水力设计的参数化CAD软件。该软件界面友好,使用简单,实现了诱导轮水力设计的参数化,提高了诱导轮水力设计的工作效率,并为后续诱导轮三维参数化造型软件的开发提供了数据接口。

在变螺距诱导轮设计过程中引入角度变化系数来控制型线变化的规律，利用自主开发的诱导轮设计软件，选取代表3种不同特征型线的角度变化系数，设计了3台不同型线变化规律的变螺距诱导轮，并通过数值计算的方法，研究了角度变化系数m对诱导轮性能的影响。结果表明，诱导轮的扬程与效率随着角度变化系数的增加逐渐降低，在m=0．5时诱导轮的扬程与效率最高；诱导轮的临界空化余量随着角度变化系数的增加而逐渐降低，在m=2时诱导轮的空化性能最优。因此，在进行诱导轮的角度变化系数选择时，要综合考虑诱导轮的能量特性和空化特性。