为了探究氧化层对活塞结构可靠性的影响,以柴油机铝质活塞为研究对象建立活塞三维模型,结合试验数据对活塞温度场、热应力场和热机耦合场进行有限元模拟计算和对比分析。分析结果表明,在最大负荷工况下,阳极氧化的铝基体活塞最高温度和最大热应力较原始活塞分别下降6.58℃和14.1MPa;阳极氧化区域产生了拉应力。因此,在设计中,原始活塞顶面受压应力的区域应覆盖氧化层以平衡压应力,在原始活塞顶面受拉应力的区域应不覆盖氧化层以避免增大拉应力。活塞顶面应力状态得到改善后可以减少顶面裂纹产生,提高活塞的使用寿命。

水电机组在运行过程中,经常会出现主轴密封漏水量大、顶盖排水系统工作负荷重的问题。经分析研究提出一种主轴密封供排水一体化的布局方式。在保证主轴密封正常运行的情况下,在集水槽安装一台小型节能潜水泵,将主轴密封供水漏至集水槽的部分抽出,经滤过器、逆止阀、流量计、调压阀等设备后与原主轴密封供水管路连接,将主轴密封漏水循环使用,使得主轴密封供水系统与顶盖排水系统相互联系。不仅能进一步为主轴密封、顶盖排水系统的安全稳定运行提供更大的保障,而且节能环保、经济效益良好。