2024 06 v.35 341-345
空间站尿处理装置机械密封结构设计与试验研究
基金项目(Foundation):
人因工程全国重点实验室基金资助（项目编号614222207072207）
邮箱(Email):
274775443@qq.com;
DOI:
10.16289/j.cnki.1002-0837.2024.06002
中文作者单位:
人因工程全国重点实验室;中国航天员科研训练中心;
摘要(Abstract):
针对碳化硅陶瓷不易烧结制造成复杂零件，在部分机械密封中应用受限的问题，笔者设计了一种碳化硅陶瓷环与金属零件镶嵌，制作复杂结构机械密封的方案，并以空间站尿处理装置为应用背景，设计和开展了型式试验和寿命试验。试验结果显示：试制的镶嵌式机械密封，在压差50 kPa的条件下，液体静态泄漏速率不大于0.88 mL/h；在转速400 r/min的条件下，液体动态泄漏速率不大于0.47 mL/h；在装机条件下进行了振动和冲击动力学环境鉴定试验，试验前后密封性能无变化，试验后在模拟尿液废水中进行了4 500 h的寿命试验，密封性能良好。试验后拆解检查，陶瓷环安装及外观状态良好，无可见腐蚀和磨损。结果表明，该镶嵌结构能够满足复杂机械结构的要求，能够在酸性、腐蚀性液体条件下长期稳定的工作。
关键词(KeyWords):
机械密封;镶嵌式;碳化硅;钛合金;耐腐蚀
| 21 | 0 | 22 |
| 下载次数 | 被引频次 | 阅读次数 |
参考文献
[1]吴志强，高峰，邓一兵，等.空间站再生生保关键技术研究[J].航天医学与医学工程，2018,2(31):105111.
[2]杨松林，丁平，赵成坚，等.中国空间站水回收系统关键技术分析[J].航天医学与医学工程，2013,3(26):221-226.
[3]李春霞，赵成坚，祝迎春.基于K2Cr2O7/H2SO4体系的尿预处理剂对尿液的影响[J].航天医学与医学工程，2016,2(29):133-136.
[4]梁黎.机械密封在化工生产中的应用和发展[J].中国盐业，2021,14(389):46-49.
[5]机械密封通用规范：GB∕T 33509—2017[S/OL].[2024-05-28].https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=3ABD4BB4376E408BAE3C336277133225.
[6]于新奇，任欧旭，鲁占全.碳化硅材料在机械密封中的应用[J].河北工业科技，2005,3(22):134-137.
[7]谭寿洪.机械密封用高性能碳化硅陶瓷的无压烧结研究进展[J].流体机械，2005,2(33):9-13.
[8]机械密封用碳化硅密封环-技术条件：JB/T 6374—2020[S/OL].中华人民共和国工业和信息化部，2020.
[9]赵经香，李希超，戴作强，等.陶瓷/金属焊接技术研究现状及发展[J].材料科学与工程学报，2023,06(41):1011-1021.
[10]周泽华，易于.高分子胶粘剂及其在陶瓷工业中的应用[J].陶瓷工程，2000,1(34):46-49.
[11]郑国运，刘杰，王永乐，等.过盈配合公差对镶嵌式机械密封性能的影响研究[J].液压气动与密封，2019,(3):57-61.
[12]李彦启，刘启东，刘合荣，等.基于热力耦合的镶嵌式机械密封端面变形分析[J].润滑与密封，2021,9(46):113-119.
[13]机械密封试验方法：GB/T 14211—2019[S/OL].[2024-05-30].https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=7332494BCB149E62A12054931A58EEEF.
[14]朱建斌，向树红，贾萍，等.航天器动力学试验评价技术[J].装备环境工程，2012,3(9):5-10.
[15]赵星宇，刘莹，温庆丰，等.核主泵备用机械密封材料的摩擦性能研究[J].流体机械，2012,5(40):1-5.
[16]万磊，刘丽斌，马越，等.碳化硅陶瓷与聚醚醚酮复合材料的摩擦磨损特性研究[J].轴承，2020,5:22-26.
[2]杨松林，丁平，赵成坚，等.中国空间站水回收系统关键技术分析[J].航天医学与医学工程，2013,3(26):221-226.
[3]李春霞，赵成坚，祝迎春.基于K2Cr2O7/H2SO4体系的尿预处理剂对尿液的影响[J].航天医学与医学工程，2016,2(29):133-136.
[4]梁黎.机械密封在化工生产中的应用和发展[J].中国盐业，2021,14(389):46-49.
[5]机械密封通用规范：GB∕T 33509—2017[S/OL].[2024-05-28].https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=3ABD4BB4376E408BAE3C336277133225.
[6]于新奇，任欧旭，鲁占全.碳化硅材料在机械密封中的应用[J].河北工业科技，2005,3(22):134-137.
[7]谭寿洪.机械密封用高性能碳化硅陶瓷的无压烧结研究进展[J].流体机械，2005,2(33):9-13.
[8]机械密封用碳化硅密封环-技术条件：JB/T 6374—2020[S/OL].中华人民共和国工业和信息化部，2020.
[9]赵经香，李希超，戴作强，等.陶瓷/金属焊接技术研究现状及发展[J].材料科学与工程学报，2023,06(41):1011-1021.
[10]周泽华，易于.高分子胶粘剂及其在陶瓷工业中的应用[J].陶瓷工程，2000,1(34):46-49.
[11]郑国运，刘杰，王永乐，等.过盈配合公差对镶嵌式机械密封性能的影响研究[J].液压气动与密封，2019,(3):57-61.
[12]李彦启，刘启东，刘合荣，等.基于热力耦合的镶嵌式机械密封端面变形分析[J].润滑与密封，2021,9(46):113-119.
[13]机械密封试验方法：GB/T 14211—2019[S/OL].[2024-05-30].https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/gb/newGbInfo?hcno=7332494BCB149E62A12054931A58EEEF.
[14]朱建斌，向树红，贾萍，等.航天器动力学试验评价技术[J].装备环境工程，2012,3(9):5-10.
[15]赵星宇，刘莹，温庆丰，等.核主泵备用机械密封材料的摩擦性能研究[J].流体机械，2012,5(40):1-5.
[16]万磊，刘丽斌，马越，等.碳化硅陶瓷与聚醚醚酮复合材料的摩擦磨损特性研究[J].轴承，2020,5:22-26.
基本信息:
DOI：10.16289/j.cnki.1002-0837.2024.06002
中图分类号:V476.1;V444.38
引用信息:
[1]丁平,孙民政,杨松林等.空间站尿处理装置机械密封结构设计与试验研究[J].航天医学与医学工程,2024,35(06):341-345.DOI:10.16289/j.cnki.1002-0837.2024.06002.
基金信息:
人因工程全国重点实验室基金资助（项目编号614222207072207）