斯特林发动机Leningrader密封件材料及密封性能研究

【摘要】斯特林发动机是一种利用太阳能热的活塞式发动机,通过加热工质气体推动活塞杆运动进行工作,具有对能源的广泛适用性和优异的环境特性等特点,因此得到了广泛的应用和发展。然而,斯特林发动机的密封性能和密封件的使用寿命一直制约着其发展。针对目前斯特林发动机的密封性能低和密封件的使用寿命短等问题,本文主要对Leningrader密封装置的密封性能和密封件的使用寿命进行了研究。通过弹流润滑等相关理论对密封性能进行了理论分析；通过摩擦磨损性能和力学性能试验对密封件的使用寿命进行了分析和研究。具体研究内容如下：1.根据聚四氟乙烯在不同温度时状态不同的特点,确定了斯特林发动机密封材料的成型工艺。主要分析了烧结固化工艺过程中的升温、保温和冷却三个阶段的升、降温速率、烧结时间以及烧结温度,确定了合适的聚四氟乙烯复合材料的成型工艺,进一步优化了复合材料的抗磨性能和力学性能。2.在确定了斯特林发动机密封件密封材料和成型工艺的基础上,对MoS2/POB/PTFE、PI/POB/PTFE以及AF/POB/PTFE三种复合材料的力学性能及摩擦磨损性能进行实验研究,实验结果表明：PI和AF分别与POB协助润滑与减磨效应降低了POB/PTFE复合材料的摩擦系数与磨损量,并提高了复合材料的压缩模量和压缩强度,相比于MoS2/PoB/PTFE复合材料,PI/POB/PTFE以及AF/POB/PTFE的力学性能、摩擦稳定性、耐磨性更好,进一步改善了POB/PTFE复合材料的综合性能。3.通过弹性润滑理论对Leningrader密封性能进行分析,得出了Leningrader密封的最小油膜厚度,并根据最小油膜厚度确定了斯特林发动机的Leningrader密封润滑状态；通过寿命预测理论预测了MOS2/POB/PTFE、PI/POB/PTFE以及AF/POB/PTFE等三种复合材料的寿命,从而确定了斯特林发动机密封件的使用寿命。
【作者】陈扶东；
【导师】龚俊；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械制造及其自动化，2014，硕士
【关键词】Leningrader密封；成型工艺；MoS2；PI；AF；复合材料；润滑状态；寿命；

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