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1、基 于 项 目 学 习 的 毕 业 设 计项 目 总 结 报 告题 目：高真空条件下机械密封动静环摩擦磨损性能实验研究院 （系） 机电工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化学 生 金帅 学 号 1080810301 班 号 10808103 指导教师 宋宝玉 填报日期 2012 年 06 月 28 日 哈尔滨工业大学机电工程学院2012 年 06 月说 明一、项目总结报告要逐项认真填写，填写内容必须实事求是，表达明确严谨。空缺处要填“无” 。二、“起止时间”填写毕业设计项目进行时间。三、“项目取得成果目录”按照说明填写列表，填写时删掉“成果说明”，填写的成果必须提交纸质和电子存档。四、格式要
2、求：表格中的字体为小四号宋体，1.2 倍行距。五、材料规格：用 A4 纸打印，左侧装订，统一交所在院（系）保存，以备检查。六、报告的电子版请通过机电学院本科毕业设计管理系统上传，由指导教师在线评阅。七、此说明页不得删除。1一、基本信息项目名称 真空条件下机械密封动静环摩擦磨损性能实验研究项目性质 工程设计、 科学实验、 软件开发、 理论研究、 综合项目来源 自拟课题项目信息 起止时间 2012 年 12 月 24 日 2013 年 7 月 6 日姓 名 金帅 电话 15124554022 E-项目完成人 院 系机电工程学院 专业 机械设计制造及其自动化 班 级 10808103姓 名 职 称
3、单 位 电 话 E-mail宋宝玉 教授 机电工程学 院 13936646698 指导教师声明本项目是本人在指导教师的指导下独立完成，提交的材料全部属实，遵守学术道德规范，没有知识产权方面的争议，利用文献均标注出处。项目完成人签字：金帅项目研究摘要（限 200 字）本文介绍了真空环境中机械密封动静环的摩擦磨损性能实验，对不同的机械密封动环材料在不同的真空度、温度、载荷、转速等条件下的的摩擦磨损性能进了测试。针对机械密封的基本原理和实验要求对试验系统进行了设计，在进行试验，对各材料进行单因素实验分析研究之后，得到了不同材料间摩擦系数在不同真空度、温度、载荷、转速等条件下的摩擦系数的变化趋势。对材
4、料的磨损表面进行 SEM 照片分析：M120B 的磨损表面最为平整光滑；M120D 的磨损表面发生了塑性变形，形成了表面膜结构； M120 磨损较为严重，有部分材料被撕裂；M120H 的磨损表面以粘着磨损和点蚀为主；M120K 磨损主要以磨粒磨损为主，有较深的犁沟。2二、项目执行情况1. 项目研究工作总结（800-1200 字）1.1 项目研究计划的执行情况本课题主要研究了真空干摩擦环境下机械密封配副的摩擦学性能，选取性能良好的配副材料。课题主要研究内容包括：(1) 设计摩擦实验台。(2) 对机械密封材料进行分析选择。(3) 研究不同转速、载荷、温度等条件对机械密封材料的摩擦学性能的影响。(4
5、) 分析处理实验数据，并通过拍摄扫描电子显微镜照片等方法分析试件摩擦磨损机理。项目初期的研究计划为：2011.122012.3 分析设计试验台，查询相关文献，了解机械密封相关知识，为实验进行做相关准备2012.32012.4 组装调试试验台，进行试验。按照实验安排依次进行实验，对密封环的机械密封性能进行测试；2012.42012.5 处理试验结果，得出优选结论，并分析摩擦磨损机理；2012.52012.6 整理实验结论，撰写论文，准备答辩。至此项目计划的完成情况：项目基本按照计划执行，从实验台的设计调试、进行摩擦磨损性能试验到实验的处理分析，日期上有一定的变动，但是调整不大，因此不再一一列出。
6、1.2 项目完成情况（与预期计划和目标比较，说明完成情况和存在的问题等）在近几个月的时间里，完成了试验台的设计和调试，证明可以进行高真空摩擦磨损性能试验之后开始进行实验。首先对实验进行了安排设计，为各配付材料（浸渍环氧树脂碳石墨M120H、浸渍呋喃树脂碳石墨 M120K、浸渍巴氏合金碳石墨 M120B、浸渍锑碳石墨M120D）在不同的真空度( )、温度（-40 40）、载荷（100N300N）、转速5310（30r110r）等条件下设计了单因素实验。之后按照实验安排进行不同配付材料的摩擦磨损性能实验，在实验过程中，由于对材料性能的预期存在偏差，导致在实验时不得不对实验进行调整，将其转速实验的温
7、度进行了调整。在完成实验之后，对数据进行去除异常点，然后用拉依达准则对数据进行处理，得到最终的摩擦系数的数据。对数据进行曲线分析，并且用扫描探针电子显微镜对摩擦磨损情况进行了摩擦磨损表面形貌，对其磨损状态进行分析。在实验过程中，由于对材料性能的预期不足，导致有部分时间的数据的测量环境进行了调整，总体来讲，项目基本按照预定的计划进行，并且基本完成预期的结果。42.项目的创新与特色（包括所采用的创新方法、手段，项目的研究意义和应用价值等）（600 字以内）（1）本课题为真空条件下机械密封动静环摩擦磨损性能实验研究，对真空环境中不同的浸渍碳石墨与硬质合金 YG6 对磨时的摩擦系数在不同的真空度、温度
8、、载荷、转速等条件下的摩擦系数的变化情况进行了试验，分析真空条件下的摩擦磨损机理。目前国内外对真空下机械密封的相关研究较少，本实验属于创新性实验研究。（2）对试验系统进行了设计，分析了摩擦磨损试验台的主要结构，并对其主要部件工作时的装配进行了模拟。经试验证明，试验系统可以完成不同试件摩擦磨损性能的测试。（3）利用扫描探针电子显微镜对各试件试验之后的磨损表面进行了观察，分析各试件的摩擦磨损机理，综合分析各试件的机械密封摩擦性能，得出优选结论。（4）研究在真空、干摩擦条件下的机械密封配副的摩擦性能的对于空间探测工作顺利开展来说是至关重要的。本课题拟在真空、干摩擦工况下，对机械密封材料的摩擦学性能进
9、行研究，为空间苛刻条件下机械密封摩擦副提供不同载荷和不同真空度下的摩擦学数据，分析磨损失效机理，为未来空间探测装置密封研究提供相应的密封材料和结构选取方面的参考，具有一定的理论意义和社会价值。53项目存档目录（包括毕业设计论文、立项报告、进展报告、总结报告、翻译、视频、图片、图纸、软件等）序号 名称 数量 规 格 备 注01 毕业设计论文 1 份 41 页02 立项报告 1 份03 进展报告 1 份04 总结报告 1 份05 翻译 1 份06 视频 3 个07 图片 4 张08 图纸 4 张09 软件 2 个成果说明（按照项目类别准备以下成果，带*号的成果必须提供）（注：填写时将其删除）：一、
10、工程设计：1*）设计计算说明书一份；2）制造成本预算报告一份；3*）装配图 A0 图纸当量数 4 张以上(含零、部件图、电气控制系统图、液压、气动系统原理图等)。4）装置实物照片和工作录像等（压缩包形式）。二、实验研究：1*）实验报告一份。包括：实验目的、实验系统构成、实验详细步骤、实验获得的原始数据。2）实验装置研制报告一份。报告：研制目的及用途、设备原理、主要加工制造工艺、技术指标、设备使用与维护方法等内容。3）实验装置设计图。包括设备完整的装配图、零部件图及电气控制系统图等。4）实验过程照片和录像等（压缩包形式）。三、软件开发：1*）软件设计图。包括软件总体结构、流程、功能模块与程序详细
11、设计框图等。2*）软件测试报告一份。代表性实例运行及测试情况。3*）软件使用手册一份。包括软件使用、维护说明书及实例操作步骤等。4*）软件源代码和安装程序（压缩包形式）。四、理论研究：1*）理论研究报告一份。2）发表论文复印件。五、综合类：参照以上分类的成果形式提供。24.项目实施过程中的收获与体会（项目实施过程中，进行学习的理论知识、实验技能、科研方法等；在工程实践、科研素养、创新意识、创造能力方面的提高）（800-1200 字）在这次毕业设计的完成过程中，我学到了很多，从理论知识到工程实践经验以及自身等方面，都有了很大的提高。在项目进行的初期，对机械密封相关文献进行了查阅，并且学习了机械密
12、封的相关知识，以及摩擦磨损理论等基础理论。同时，对实验系统进行设计，对 TSP1704 真空高低温试验箱的工作原理有了一定的了解，参与了真空试验箱的维护过程，并且学习试验箱的操作过程，为之后实验的顺利进行做准备。并且对摩擦磨损试验台进行建模，对主要结构及零件进行分析，学习试验台的工作原理，对其测试的原理等进行了计算说明。在完成了实验的初期准备之后，开始进入真空环境机械密封动静环的摩擦磨损性能试验。在实验的过程中，遇到了很多相关的问题，如电机功率不足、试验台震动、实验台工作故障等硬件问题，为实验的进行造成了困难。在遇到问题之后，我们努力地客服困难，对实验系统进行了多方的调试，保证了试验台的平稳顺
13、利运行。在实验安排上也有一些小的问题的存在，由于对实验试件的性能估计不足，导致对某些试件的实验安排进行了调整，虽然如此，但仍有不少的收获，得到了该试件在低温下难以运行的结论。在实验完成之后，对数据进行处理的过程中，实验数据量大，且存在较多的异常点，需要有很大的耐性去一步步处理。对数据进行了分类整合处理，之后用拉依达准则处理，并作图分析，得出实验结果。并且进行了电镜扫描，对摩擦表明形态进行观察，分析摩擦磨损机理。在实验操作处理、实践操作等方面学习到了很多。至此，项目基本完成，通过该项目课题，学习了很多的相关理论知识，包括实验理论、工作机原理等，并且实际操作，对工程实践能力有很大的提高。体会了创新科研的艰难性，对自身的科研素养有很大的磨练。在实验的过程中，体会了生活的充实性，能更清晰的感觉到自己所学知识付诸于实践，了解了自身的不足，对于以后的学习和工作有着很重要的意义。在处理实践困难方面有了一定的经验，体会了团队合作的重要性。在这次的项目完成过程中，更深刻的体会了理论学习是基础，实践结合是目的，开拓创新是未来，坚定信念是根本。在今后的学习和工作过程中，我会更加丰富自己的经验，以踏实严谨的态度向前不断努力。
