大直径シールリングの周期的熱変形現象の発生限界条件の研究

大直径密封环发生周期性热变形现象的临界条件研究

• 批准号: 08650181
• 负责人: 大石 紀夫
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08650181/
• 关键词: シールリング; 油膜シール; トライボロジー; 潤滑; 周期的変形; 熱変形

大直径油膜シールのシールリングにおいて100秒前後という長い周期の周期的変形現象が観察されることがある。この現象の発生状態で長期の運転を継続すると、リングに磨耗や疲労による損傷を生じる恐れがあるので、予め設計段階でこれを回避することが必要である。この現象はシールリングの熱変形が関与し、周期的現象のメカニズムには潤滑油膜特性、非定常温度分布および熱変形が複雑に関連している。従来の研究においては、潤滑・温度分布・熱変形の各計算に単純な仮定を置いていたため、理論と現象が定量的に一致しないという不備があり、定量評価する場合には、経験的な補正係数を導入する必要があった。本研究は、このような経験的補正係数を用いずに、物理的意味の明確な理論の構築を目指し、特に潤滑油膜解析においては、従来の等粘度仮定の理論を精密化し、油膜温度による粘度変化を考慮した解析理論に基づくコンピュータプログラムを新たに作成した。また、温度分布・熱変形についても、従来の解析方法の精度改善を図った。さらに、これらを総合したシールリング熱変形挙動シミュレーションプログラムを作成して、その解析結果とシールリング熱変形挙動の実測結果を対比したところ、経験的な補正係数を用いずに周期的熱変形現象を評価できることが確認でき、現象の発生限界条件およびそれに関連する要因が明らかとなった。本研究の成果は理論面にとどまらず、産業界においても、従来経験のない大型発電機用大直径シールリングや将来の超電導発電機の機内真空シールなどの設計の信頼性を高め得るという実用価値を有する。

The large diameter oil film has a long period of 100 seconds. The occurrence of this phenomenon, the long-term operation, the wear and tear, the damage, the fear, the design stage, the avoidance, the necessity. This phenomenon is related to the thermal deformation of the oil film, the unsteady temperature distribution and the thermal deformation. In the past, it is necessary to introduce the correction coefficient of lubrication, temperature distribution and thermal deformation. In this study, the correction coefficient of oil film is used, the physical meaning is clear, the theoretical construction is pointed out, the theory of oil film analysis is refined, and the viscosity change of oil film temperature is considered. Temperature distribution, thermal profile, accuracy improvement of analytical methods In addition, the analysis results of the thermal deformation test results are compared with the correction coefficients of the thermal deformation test results. The results of this study are theoretically and industrially relevant to the design of large diameter motors for large power generators and vacuum systems for future superconducting power generators.