接触式机械密封端面的分形磨损模型

基于分形理论将动、静环端面的接触简化为粗糙表面与理想刚性平面的接触，讨论了接触式机械密封端面形貌的表征方法，建立了接触式机械密封的磨损模型。根据建立的模型，分析各分形参数、材料参数及工作参数对磨损的影响，并，将所建模型与实验数据进行对比，验证了模型的合理性。结果表明：接触式机械密封分形维数D与其磨损率γ呈浴盆曲线的关系;特征长度尺度参数G、端面比载荷pg、转速n与其磨损率γ成正比；接触式机械密封的综合弹性模量E与其磨损率γ成反比。     

分段压裂可降解涂层球座密封设计

针对分段压裂可降解球座在井下环境中易自行降解使密封时间较短的问题,基于发明问题解决理论(TRIZ)技术冲突解决原理提出一种涂层球座锥面的创新设想,采用热喷涂工艺在可降解球座锥面制备耐降解金属涂层;应用Pro/E软件建立可降解球及球座相接触的三维几何模型,应用ANSYS软件对可降解涂层球座进行有限元仿真分析,并对可降解球座涂层锥面进行承压性能试验。仿真结果表明:可降解球的接触应力集中区域主要位于球座接触密封的涂层锥面,在接触面上的接触应力最大,最大应力值为205 MPa,并向两侧递减。试验结果表明:可降解球与球座涂层锥面可形成良好的密封系统,并且具备50 MPa承压性能。     

基于Fluent的树型槽非接触式机械密封的仿真计算

为了研究树型槽非接触式机械密封在不同工况下的密封性能,确定相关参数的变化规律,通过计算流场分析软件Fluent,采用Gambit软件对树型槽非接触式机械密封三维泄漏模型进行网格划分。基于N-S方程,选用层流模型与SIMPLEC算法,对树型槽非接触式机械密封的三维流场进行了数值研究,计算求得了密封面压力场分布及泄漏量。改变几何参数及操作参数再次模拟,得到了不同参数下流场的压力及泄漏量,并分析了相关参数对树型槽非接触式机械密封的影响,给出了相关几何参数的最优选择区间。     

导管连接件球头-锥面结构密封性能研究

根据某运载火箭姿控发动机中常用的导管连接形式,以60°球头-锥面密封结构为研究对象,通过有限元方法研究密封面上的接触应力和接触宽度随拧紧力矩的变化规律,并结合金属应力松弛的模型,分析球面密封结构的漏率.结果表明:相对较大的拧紧力矩可使球头-锥面获取较大密封面宽度和平均接触应力,增强密封效果,但考虑到应力松弛的影响,拧紧力矩不应过大;导管连接件装配时,要保证球头和锥面的轴向对中,使密封面接触应力合理分布;球头和锥面的表面粗糙度影响装配的拧紧力矩和最终的漏率大小,要保证接触面的加工质量.     

双向旋转式非接触机械密封技术研究进展

在一些高参数工况下,传统的接触式机械密封往往会出现磨损严重、寿命较短的现象,难以承担设备长周期运行的重任。开展非接触式机械密封特别是双向旋转式非接触机械密封的研究,有利于这一问题的解决。本文通过对几种典型双向旋转式非接触密封的国内外研究现状综述,以及相关槽型特性的对比分析,获得了不同工况条件下工作的双向旋转式非接触密封端面槽型结构的选择原则:高压、高温、大尺寸场合宜选用圆弧槽,低速场合宜选用树形槽,磨削粒子细小的场合宜选用多孔端面,非高温场合均可考虑选用T型槽。指出完善理论模型、强化回流效应、提高开启稳定性及提升T型槽稳态运行温度区间为双向旋转式非接触机械密封技术的发展方向。     

水液压O形圈锥面密封特性分析

针对水液压提升阀中的锥面密封问题,利用Abaqus有限元分析软件建立了锥面密封结构的二维轴对称模型,对其进行密封性能分析。分析了不同预压缩率、不同密封压力作用对O形密封圈所受最大接触压力、最大Mises应力的影响,确定了密封圈的易失效位置以及接触面的压力分布规律。结果表明:随着压缩率及密封圈所受液体压力的增大,密封圈所受到的最大Mises应力及接触面最大接触压力随之增大;带圆倒角的密封槽口或减小密封间隙,能有效减小密封圈挤出时密封槽口对密封圈的剪切应力,从而提高密封圈使用寿命,为水液压提升阀等液压元件的锥面密封结构设计提供设计依据。     

非接触式气体端面密封低速性能试验研究

就一种非接触式气体端面密封进行了低速条件下的试验研究。试验表明，在低速下端面几何参数对密封性能有较大的影响。初步设计出了在低速条件下能够实现动、静压相结合的合理的密封结构形式。该密封气膜稳定，泄漏量小，摩擦系数低。同时，总结出了一些实现端面非接触稳定运转的必要条件。此项研究对于实现非接触气体端面密封的国产化及其应用具有一定的实用价值。     

端面机械密封的研究现状

为了提高端面机械密封工作性能的可靠性并延长其使用寿命,以其主要影响因素磨损为切入点,对目前实际使用的端面机械密封从密封机理方面进行了分析。分析结果表明:端面机械密封的密封机理集动压润滑与泵送为一体;利用动压效应和泵送效应是端面机械密封发展的趋势,另外对于螺旋槽式机械密封,借助离心力作用实现了泄漏流体的反泵送,促进了机械密封向零泄漏的发展。在摩擦副接触面形成楔形几何空间是产生动压效应和泵送效应的必要条件,使用微造型技术可获得楔形几何空间。     

表面粗糙度对油套管特殊螺纹密封面性能的影响

以往对油套管特殊螺纹密封的数值模拟都是在光滑平面的基础上展开的，不能真实反映油管连接时载荷接触状况。运用蒙特卡洛法建立考虑粗糙度的油管密封面接触模型，分析表面粗糙度、接头母扣球面半径、内压载荷对油管密封面性能的影响。结果表明：同一过盈量下，密封面粗糙度越小，平均接触压力越小；母扣球面半径越大，密封面接触长度越长，贴合度越高；随着内压的增加，由于公扣密封接触面上的微凸体与锥面的接触次数逐渐增多，并且在相互接触的情况下，其弹性变形程度逐渐降低，而塑性变形增大，此时因接触长度增大，密封表面具有较好的密封性能。     

锥面管接头界面密封性能研究

为提升锥面管接头密封性能,满足日益复杂的气液密性性能的要求,以堵头为例探究决定锥面密封密封性能的主要因素,并讨论堵头和管接头2种常见锥面密封密封性能的差异。采用有限元数值模拟的方法探究结构参数对锥面管接头密封性能的影响,并通过实验进行验证。结果表明:锥面密封系统在装配过程中会在垫片处形成三处明显的塑性区,其整体的密封性能主要受这三处的接触应力和接触面宽影响;堵头相较于管接头具有更好的密封可靠性;减小倒角半径以及增加配合内锥角差可提升局部区域的接触应力,而减小接触面积能更为有效地提升整体密封性能。     

QY型潜水电泵用机械密封的设计

为提高农用潜水电泵更换机械密封的周期，减轻农民(用户)的负担，对机械密封进行了更新设计，包括结构形式、工作原理、磨块材质、弹簧结构／受力、允许工作时间及使用方法等。新设计的机械密封由于具有更好的水封性能，使用寿命长，深受电泵生产厂家和用户的欢迎。     

Nonlinear Dynamic Analysis of Noncontacting Coned-Face Mechanical Seals

The complete nonlinear equations of motion of a flexibly mounted stator in a noncontacting coned-face mechanical seal are solved numerically. The solution utilizes a transient dynamic analysis and takes into account rotor axial runout and assembly tolerances in the form of initial stator misalignment. Cavitation of the fluid film is also accounted for. A parametric investigation is performed and the effect of various design parameters and operation conditions on the seal dynamics is presented and discussed. A critical shaft speed is found above which the seal becomes dynamically unstable. A critical rotor runout is found which, if exceeded, will cause seal failure due to local face rubbing contact. A comparison is made between the numerical results and those of a simpler analytical solution. It is found that the analytical solution is valid for most practical applications of mechanical seals.     

镶嵌式直线深槽流体动压型机械密封性能研究

以端面开有直线深槽的镶嵌式密封结构为分析对象,建立了密封环与润滑液膜间的流固力耦合模型,采用有限差分和有限元法分别求解润滑方程和变形方程,研究了密封压力和转速对润滑液膜的影响规律,分析了操作参数对密封性能的影响。研究结果表明,由于直线深槽作用,密封端面形成了一定的波度和锥度,波度随着压力的升高而变大,但锥度增幅不是很明显,而对波度的变化影响较大。密封端面的波度和锥度随转速的变化不大。密封压力升高时,密封端面间的泄漏率增大,摩擦系数相应地减小;密封转速增大时,密封端面间的泄漏率变化不是很明显,而摩擦系数相应的增大。     

扩压式自泵送机械密封参数化建模研究

目前对机械密封端面型槽多采用多段线拟合或者点拟合的方法来形成近似的螺旋线,模拟效率低且模拟结果准确性不高。提出准确性更高的、参数方程驱动的对数螺旋线型槽绘制方法,基于Visual Basic编程语言对SolidWorks软件进行二次开发,实现对扩压式自泵送机械密封动环端面及其流体计算域的参数化建模。研究表明：参数化所建模型,其密封端面结构及流体域参数可以便捷修改,型槽的绘制更加快速,绘制的槽线更加顺滑,更接近于真实型槽曲线;参数化建模结果能够导入ICEM等软件进行处理,为扩压式自泵送机械密封性能数值模拟效率的提升奠定了技术基础。     

斜直深槽机械密封环端面变形研究

深槽密封是通过力变形和热变形在密封面形成周向的波度和径向的锥度,从而产生热流体动力楔效应。通过热平衡分析和模型简化,应用有限元软件建立斜直深槽机械密封有限元分析模型,并对密封环温度场、力热变形进行求解,获得斜直深槽密封环的温度分布规律以及热变形规律。分析结果表明:斜直深槽密封端面结构产生的变形,能够形成周向波度和径向锥度,能够产生一定的流体动压效应,但规则波形的产生同流体槽的结构参数有关,需针对具体的工况参数进行相应的优化设计,方能达到所需要的流体动压效果。     

核主泵流体静压式二级密封的压力变形数值研究

采用ANSYS软件和FLUENT软件数值分析了在核主泵一级密封失效时,流体静压式二级密封在密封压力下由接触式转变为非接触式机械密封的机理、密封端面的压力变形规律、密封液膜的流体动力学特性、以及密封端面变形对密封性能的影响规律。     

上游泵送机械密封在B-512离心丙烷泵上的应用研究

通过对B-512离心泵原泵用接触式机械密封失效原因的分析,对非接触式机械密封工作原理和应用特点等进行研究。根据实际情况改造设计出新型机械密封,运用Pro/E软件对端面液膜进行参数化建模,使用Fluent软件对端面流场进行了数值模拟,将新型机械密封与原密封进行对比分析。数据表明,改造设计的新型机械密封弥补了原机械密封的缺陷,上游泵送机械密封抗外界干扰的能力很强,泄漏率较小,液膜刚度较大,同时摩擦功耗较低,有助于提高丙烷泵的工作效率,密封寿命长,适宜长期稳定运行。对轻烃泵类机械密封的设计具有指导意义。     

机械密封失效的原因及其改进策略

机械密封装置是旋转装置中不可缺少的部件,其正常运行对整个机械的运转至关重要。常见的机械密封失效原因有很多,首先对机械密封技术的发展历程进行了解读,并在对机械密封的基本元件和工作原理进行分析的基础上,研究了机械密封失效产生的原因,并提出相应的改进策略。     

锅炉给水泵轴封改造

通过对锅炉给水泵的轴封结构、冲洗方案等进行分析,指出了原轴封结构形式所引起的问题,即锅炉给水泵介质——锅炉水被污染.针对此问题提出了改造方案:根据锅炉给水泵工况和接口形式设计了新型的机械密封,选用合理的冲洗方案,增加换热器等.实践证明,改造后的给水泵轴封结构运行平稳,性能良好,消除了锅炉水被污染的问题,从而避免了因介质污染而引起整个热力系统的设备腐蚀,降低了设备的维护成本,为同类型的改造提供了借鉴和参考.     

机械密封在旋转设备中的应用

为了掌握机械密封在旋转机械设备中的应用情况,从机械密封的应用优点及安装操作等方面进行分析,得出机械密封可保证旋转机械设备性能高效发挥的优势。可知机械密封是旋转设备运行中不可缺少的组成部分,可避免内部介质的外溢和泄漏。