机械密封摩擦副端面分形维数的优化

机械密封摩擦副接触端面的分形维数对摩擦副摩擦磨损特性和密封性能有着重要的影响。依据机械密封摩擦副端面接触分形模型和泄漏分形模型,分别研究了有利于减轻端面磨损的最优分形维数和基于允许泄漏率的最优分形维数。用数值计算方法得出了NHM70型机械密封摩擦副端面弹性接触面积比Are/Ar与分形维数D的关系曲线及泄漏率q与分形维数D的关系曲线。在自行设计的试验装置上,进行了NHM70型机械密封试验研究。通过理论计算和试验验证表明,在综合考虑磨损率、泄漏率和加工成本后,NHM70型机械密封软质环端面的最优分形维数为1.61。     

基于分形理论的接触式机械密封泄漏模型

引言 机械密封基本性能主要包括密封特性(即泄漏率指标)和端面摩擦特性(即抵御摩擦磨损的能力).机械密封失效最重要和最直接的表现是在规定的工作条件下,机械密封在未达到规定的工作时间,就出现泄漏率超标现象.端面摩擦特性的好坏对机械密封的密封特性有着显著的影响.在摩擦副间建立流体摩擦工况、流体动压效应,可以改善端面摩擦特性,减小端面磨损.然而,改善端面摩擦特性所采取的措施,如减小端面比压,往往会给机械密封带来较大的泄漏损失,导致其泄漏率超标.为了减少物料流失、保护环境,以及防止因易燃易爆物料泄漏造成危害,充分考虑机械密封的密封特性,从理论上揭示运行过程中机械密封泄漏的影响因素,切实有效地控制机械密封泄漏率不仅是必要的而且是十分迫切的.     

机械密封摩擦副端面接触分形模

依据分形理论,研究了机械密封摩擦副端面间的真实接触状况,建立了机械密封摩擦副端面接触分形模型。得到了机械密封摩擦副端面微接触点的面积分布、临界弹性变形微接触面积、临界塑性变形微接触面积、量纲1真实接触面积的数学表达式。采用数值计算方法得到了GY70型机械密封摩擦副端面间的量纲1真实接触面积与端面比载荷的关系曲线。结果表明,真实接触面积随着密封端面比载荷的增加而近似呈线性增加;在相同比载荷下,真实接触面积随着特征尺度系数的增大而减小,随着分形维数的增大而增大,但当D达到167以后,随着D的增大而减小。机械密封摩擦副端面接触分形模型的建立,为研究机械密封摩擦副端面间的摩擦磨损性能和密封性能提供了依据。     

回流泵机械密封泄漏分析及处理

针对甲醛塔回流泵机械密封频繁泄漏的现象,通过检查发现是摩擦副端面间出现泄漏,同时发现波纹管和静环辅助密封圈损坏,处理后问题得到解决。     

颗粒介质用机械密封热力耦合变形及摩擦磨损研究

在含有颗粒介质的工作环境中下,硬质材料配对机械密封环的热力耦合变形和摩擦磨损对机械密封的泄漏和使用寿命起着至关重要的作用。考虑动静环和颗粒介质的摩擦,试验测定了摩擦系数,建立了动静环热力耦合的有限元计算模型,研究了WC-Co硬质合金和无压烧结碳化硅（SSiC）陶瓷两种硬质材料密封的温度场和端面变形规律,分析了不同工况下的密封间隙变化规律。试验测试分析了密封环温度、磨损前后的泄漏及表面粗糙度,讨论了端面的磨损机理,验证了计算模型的准确性。结果表明：考虑动环磨粒摩擦热的有限元模型能准确地预测密封的温度和端面变形;耦合作用下动静环端面呈现外径脱离、内径贴合的变形,且变形差异程度随压差和转速的增大而加剧;变形导致端面磨痕分布不均匀,内径磨痕较严重。WC-Co硬质合金配对密封环的端面变形小、泄漏量小,高硬度WC颗粒对Co基体能产生很好的“阴影效应”,具有良好的耐磨粒磨损性能。SSiC陶瓷材料韧性差,易产生片状磨屑,形成过渡型磨粒磨损,材料耐磨性较差,泄漏量增加明显。在磨粒工况下,WC-Co硬质合金机械密封具有泄漏小、耐磨性强的特点。研究结果为颗粒介质中机械密封的材料应用及设计优化提供了参考。     

PTA浆料输送泵机械密封技术改造

原PTA浆料输送泵配置单端面机械密封,运行过程中机械密封泄漏频繁,影响生产的稳定性。分析认为密封端面因固体微粒摩擦升温,最终引起润滑液膜汽化破坏导致密封失效。通过实施增加螺旋密封或改用双端面机械密封的改造方案,使该泵的运行达到长期、稳定、安全、可靠的效果。     

浅谈接触式机械密封基本性能研究进展

随着科技的发展,我国机械制造业实现了跨越式发展,其中普遍应用的接触式机械密封装置的进步也极为显著。接触式机械密封有着密封性强、端面摩擦低性特点,这对机械的寿命有很大提高,而且基本不会因泄漏带来不必要的损失。文章对端面摩擦特性、泄漏特性进行了研究,也提出了目前研究需要加强的几点,最后分析了未来机械密封基本性能研究趋势。     

表面强化镀层对高速轴承腔密封端面变形及摩擦磨损影响分析

为了揭示表面强化镀层有效改善高速轴承腔油润滑机械密封的耐磨性和稳定性机制，本文采用数值分析与试验相结合的方法，对端面镀Cr强化机械密封展开端面变形及摩擦磨损性能分析。通过热力耦合数值模拟分析了不同厚度Cr镀层摩擦副对端面温升、变形的影响，使用摩擦磨损试验机研究了相应摩擦副对摩擦系数和磨损量的影响，采用高速密封样机测试了端面温升、密封效果，探究了强化镀层密封端面摩擦磨损强化机理。结果表明：热力耦合作用下高速密封端面产生发散型变形，端面磨损以磨粒磨损为主，端面外侧出现局部黏着磨损；对比无镀层密封端面，Cr镀层端面变形小，温升低，更容易形成稳定的摩擦转移膜；适当增加Cr强化层厚度有利于降低端面温升，提高密封稳定性，高速轻载工况下较优镀层厚度约为0.15mm。本文研究结果可以为高速轴承腔油润滑机械密封材料选配和结构优化提供借鉴。     

机械密封端面摩擦副的许用[PV]值

机械密封由于本身所具有的优点近来已得到了越来越广泛的应用,而且随着回转式流体输送机械的不断发展,对密封性能和使用寿命也提出了越来越高的要求,尤其是在高压力、高转速的情况下,要保证机械密封具有良好的密封性能和长久的使用寿命,设计最佳摩擦工况和选择合适的端面摩擦副材料及机械密封结构就成了十分重要的一环。而决定端面摩擦工况和摩擦副材料及机械密封结构适用条件的最重     

气分装置机械密封泄漏的解决办法

气分装置丙烷泵机械密封频繁泄漏,通过对其机械密封端面比压、端面温度的计算和分析,找到了密封失效的原因,并对其进行改进,问题得到了解决。     

干气密封在高温泵上的应用

高温泵介质为高温导热油,轴封最初采用单端面机械密封,由于介质具有温度高、较脏等特点,导致机械密封频繁泄漏。经认真的分析研究和与干气密封厂家广泛的技术交流,并通过密封厂家设计和核算,把机械密封改造成双端面式干气密封+前置浮环结构。按照设计制造并改造的干气密封性能稳定可靠,泄漏问题得到解决。     

机械密封环的温度场分析简

石化行业中泵用机械密封的使用非常普遍,而机械密封副端面的温度对密封装置的安全和稳定起着重要的作用。为了模拟实际工况下密封副端面温度场的变化,利用ANSYS13．0建立了密封环的有限冗模型,分别设置了三组不同的端面比压值和宽度值进行温度场的分析,然后对三组数据进行了对比和总结,得出结论：机械密封环端面最高温度随着端面比压的增大而升高,随着端面宽度的减小而降低;该结论对机械密封的安装与选型提供了参考。     

密封环支撑边界条件对机械密封端面变形的影响

机械密封的密封环是通过辅助O形圈支撑在轴上或者密封腔内,不同的结构设计会改变密封环支撑边界。针对三种机械密封结构模型,利用ANSYS有限元分析软件,模拟机械密封摩擦副端面的变形,讨论了橡胶O形密封圈不同受力边界条件下机械密封端面变形的规律。研究发现当动环、静环均采用SiC时,在静态（结构分析）时,该三种不同支撑结构的摩擦副端面均形成发散间隙,端面变形受支撑边界接触应力的影响较大;热结构耦合分析发现其动环、静环端面间隙呈收敛间隙运转时,热边界条件影响更大。当动环采用石墨,静环采用SiC时,发现其端面间隙可能为收敛型也可能为发散型,这与支撑边界有关。故密封环支撑边界条件的不同会影响动环端面变形,同时动、静环材料的弹性模量对端面的变形有较大影响,从而会影响密封性能。该研究对机械密封设计有指导意义。     

机械密封失效原因及改进

机械密封又称端面密封,是一种密封效果好、使用寿命长的轴封装置,但由于使用条件苛刻,给机械密封的使用也带来了一定困难。本文结合实际,分析了机械密封损坏原因,介绍了如何选择摩擦副材质,浅谈了机械密封的改造和效益。     

新型精细过滤器

<正> 端面密封由于结构简单、密封性能好以及转轴功率耗损小等等一系列优点,因此在化工、石油及石油化工生产设备的密封中已经广为使用。但是,端面密封在使用过程中,密封液将被各种机械杂质(例如,含磨损微粒的摩擦副磨损产物,管道和管件被腐蚀的产物,经泵站流出口而来的固体夹杂物等等)所污染。如果密封液中存在固体微粒,摩擦副接触表面的磨损将增加,从而使摩擦副的工作     

特殊工况机械密封试验研究

对机械密封在机械油不足的工况下进行性能试验研究,对比分析机械密封摩擦副宽度和密封环端面槽型对密封性能的影响。试验结果表明:减小密封端面宽度和改变密封环端面开槽均可以有效降低密封腔温升;端面刻有圆弧深槽的密封能在短时间内满足机械油不足的工况,但不能长时间适用于此工况;端面刻有月牙深槽的密封既能满足正常工况运转要求,又能承受较长时间机械油不足的特殊工况。     

常温蜡油泵机械密封失效分析及改进

本文对常温蜡油泵机械密封失效现象进行分析总结,指出由于密封流体——蜡油的粘度较大,从而导致弹性元件失弹并分析得出蜡油粘附摩擦副端面是机械密封失效的主要原因,提出了通过调整密封结构及冲洗方案,可解决机械密封失效的问题。     

螺旋槽干气密封端面间气膜特性

螺旋槽干气密封是一种新型的非接触式机械密封,它具有介质泄漏量少、端面磨损小、能耗低、运行寿命长和可靠性高等优点.采用有限元法对螺旋槽干气密封端面间气体的流动过程进行了数值模拟研究,得到了端面间气膜的压力分布规律并对主要的密封性能参数——开启力、端面摩擦力、摩擦功耗、轴向刚度以及泄漏量进行了计算,最后,探讨了操作参数和端面槽形几何参数对密封性能的影响.研究结果为螺旋槽干气密封的设计提供了有益的参考.     

气液串联式机械密封在轴流泵上的应用

聚合反应器轴流泵机械密封经常发生泄漏故障。通过对失效机械密封进行分析,发现冲洗介质异丁烷的汽化造成机械密封动环和静环之间存在气液两相不稳定密封膜,动环和静环在接触面上存在干摩擦现象,最终导致机械密封泄漏。经改造,轴流泵采用气液串联式机械密封,通过提高安全气密封的压力来提高异丁烷背压,有效阻止了异丁烷汽化,保证了密封摩擦副液膜的稳定,解决了机械密封泄漏的问题。使用效果证明改造方案可行,实现了轴流泵的长周期运行。     

机械密封的设计计算

机械密封的分类,主要是根据摩擦付的数量,弹簧和介质接触与否,介质在端面上引起的比压情况,弹簧的数量,弹簧的运动或静止, 以及介质的泄漏方向等来加以区别。根据不同的使用情况,合理的选样机械密封的结构型式。本文仅对机械密封的计算作一介绍。机械密封的计算,主要是确定最小允许端面比压(端面上单位压力),包括对PV值的验