机械端面密封计算技术

本文综述了机械密封密封环温度场,密封环变形和密封端面摩擦润滑计算技术的国内外研究现状,介绍了常用的计算方法,并比较了它们的优缺点,指出采用有限元法计算机械密封密封环温度场和变形效果较好,机械密封端面摩擦润滑问题计算的关键是建立合理机械密封摩擦特性模型。     

机械端面密封技术的热点问题

根据时代特点和当前机械端面密封技术发展趋势，提出了21世纪初机械密封技术的若干热点问题；流体动压型机械密封是密封技术中最活跃的领域，可控型机械密封是防止密封失效的可靠保障，新型材料的合成与加工是开发新型机械密封的基础，传统型机械密封处于进一步提高的阶段，应重视密封技术（机理和性能和预测）的基础研究、CAD设计技术和新型密封技术的推广应用。     

LaserFace液体润滑端面密封性能研究

LaserFace液体润滑端面密封(LF-MS)能提供全膜润滑,密封寿命得到延长,可以应用于几乎所有清洁液体介质润滑的场合,特别适用于易汽化介质等苛刻工况。针对LF-MS,采用混合接触理论,建立了其二维数学分析模型,通过液膜压力分布和液膜速度场的分析揭示了LF-MS的工作机理,对比分析了等深和变深动压槽LF-MS、普通平面端面密封及含矩形引流槽端面密封等4种不同端面结构机械密封的性能。结果表明:LF-MS具有端面动压效应好、摩擦系数低及液膜刚度高的优点,综合性能明显优于普通端面密封和含矩形引流槽端面密封,且与等深动压槽相比变深动压槽对提高LF-MS的密封性能作用明显。     

静压气体润滑机械密封技术研究进展

静压气体润滑机械密封是主要利用气体静压作用实现端面非接触的一种新型密封技术,其主要结构是在密封环上加工有提供气体的通道,由外部气源或由内部气源提供流体静压力,当端面间气体静压力形成的开启力与弹性元件和介质形成的闭合力相等时可以实现端面的非接触。这种机械密封技术的性能与转速的关系不大,同时还具有双向旋转能力,所以非常适用于低速、间断运行或需要双向转换运行的机械。本文综合评述了该机械密封的技术特点、研究进展和应用范围。     

斜线槽液体润滑非接触式机械密封性能研究

根据液体润滑理论建立了斜线槽液体润滑非接触式机械密封数值分析模型,定义了斜线槽的主要几何结构参数,采用有限元方法求解雷诺方程,获得了端面液膜压力分布,分析了斜线槽端面几何参数对端面开启力、泄漏量、液膜刚度等对密封性能参数的影响规律。结果表明,斜线槽槽根半径不能取值过大或过小,大约为58mm时能取得最优的密封性能;斜线槽液体润滑非接触式机械密封倾斜角α1不应该大于倾斜角α2,否则密封性能会很大程度上削弱。     

聚合物及其改性材料润滑与密封转移膜形成与密封机理分析

文章运用现代摩擦学理论，固体物理学理论和高分子材料科学，从物质内在结构和本质上分析了聚合物及其改性密封材料的润滑与密封转移膜形成机理，对进一步研究润滑与密封技术，开发高性能润滑与密封复合功能材料具有一定的指导意义。     

全液体润滑机械密封及其加工技术

综述了近年来国内外非接触式全液体润滑机械密封技术的发展现状,重点介绍了这些机械密封的端面结构及其密封性能.研究表明：端面具有润滑腔和泵送槽的机械密封,能同时解决非接触和零泄漏两大难题.介绍了多种有泵送槽或凹腔结构的加工方法,其中激光加工技术不但可以较好地保证加工精度,而且还能优化金属材料的性能.特别是本文提出的“单脉冲同点间隔多次”激光加工工艺方法,能同时加工微观的润滑腔和宏观的泵送槽。     

考虑粗糙度影响的微凹坑织构化机械密封润滑性能的数值模拟

采用正弦粗糙峰表征粗糙表面,建立了织构化粗糙机械密封端面流体动压润滑模型,研究了粗糙度、微凹坑织构几何参数对润滑性能的影响。结果表明:利用数值分析方法研究微凹坑织构对机械密封流体动压润滑性能影响时,不能忽略粗糙度、微凹坑之间的相互影响和边界压力的影响;存在最佳的微凹坑深度和面积密度使织构机械密封端面的流体动压润滑效应达到最佳。     

机械密封端面摩擦机理及其声发射信号特性研究

分析了机械密封端面摩擦机理，根据端面的摩擦机理，选用声发射信号(Acoustic Emission, AE),作为表征密封端面摩擦状态的监测信号，建立了基于AE信号的密封端面摩擦状态的监测模型。根据机械密封的工程应用需求，将密封端面工作状态分为三种类型：边界摩擦状态、混合摩擦状态和流体润滑状态，利用采集的声发射信号和建立的监测模型，能够有效地识别密封端面的工作状态，识别率大于70%。     

新型动静压混合润滑机械密封结构参数优化

以流体膜为研究对象,建立了新型动静压混合润滑密封端面的三维模型,并利用流体力学软件FLUENT对端面流场进行数值模拟,得出主要结构参数(动压槽深度、静压槽深度、动压槽宽比、静压槽宽比)对端面开启力、两侧泄漏量等密封性能的影响规律。通过分析得出各结构参数的大致范围,从而对新型动静压混合润滑机械密封结构进行了优化。     

液压往复密封理论、技术与应用的进展研究

综述了液压往复密封偶合面的摩擦、磨损和润滑，从边界润滑液膜的形成，密封失效的机制和动力润滑密封方面，评述了液压往复密封理论的研究进展。通过液压往复密封的结构设计方法、材料、应用及其技术进展分析，提出密封件截面形状的变化、新型的组合密封仍是未来往复密封的主要结构形式，密封性能和耐磨特性的改善和提高，密封结构和材料的进一步分离，往复密封的可控性提高、系统内部资源的充分利用是未来往复密封的研究热点和发展趋势。     

气液两相对机械密封润滑膜超声检测精度的影响

机械密封动环和静环之间形成的润滑膜厚度是其稳定运行的一个重要评价指标,为实现润滑膜厚度的非接触检测,根据机械密封润滑膜的特点,构建了接触式机械密封润滑膜的超声检测模型,并推导了润滑膜厚度的计算公式.指出机械密封在运行过程中会产生两相流,准确测量机械密封润滑膜的厚度,必须考虑密封介质的两相问题.引入中间变量混合因子,通过...     

双向零泄漏非接触式机械密封的研究及应用

借助流体动压润滑理论研制开发出具有“双向零泄漏”功能的非接触式机械密封,并对其性能进行了实验研究,结果表明该密封具有优良的密封性能,而且稳定性好,节能效果显著。最后,把自行研制的新型密封应用在离心压缩机上,成功取代了国外进口接触式机械密封。     

煤基浸锑石墨密封材料性能研究

为提升石墨材料在高强度机械密封工况下的机械性能和密封性能,以煤炭加工的附加值产品（煤焦和沥青）为原料制备多孔石墨材料,然后通过高压浸锑制备煤基浸锑石墨密封材料;比较浸渍前后石墨材料的机械性能、微观结构差异、元素组成变化、摩擦磨损性能,分析浸渍锑后石墨材料性能的增强机制。结果表明：高压浸锑后石墨材料的机械强度和耐磨性能得到明显提升,其中密度增加了26.6%,抗压强度增加了114.3%,硬度增加了63.3%,气孔率下降了94%,绝对磨损量减少89.3%,平均摩擦因数降低了46.4%。高压浸锑后石墨材料中的孔隙被金属锑填充,并连接在一起形成条状,在摩擦磨损过程中充当骨架作用,从而提高石墨材料的抗磨性能;在浸锑石墨密封材料,微细网状的金属充填物可以减少材料的磨粒磨损,从而维持润滑膜的稳定,因而其可以作为高温等恶劣工况下的密封材料使用。     

润滑对机械密封性能的影响

分析了相同配对材料在清水和干摩擦系数以及介质润滑性能对摩擦系数和磨损的影响，分析结果表明：润滑剂不仅对减少摩擦和磨损有着重要的作用，同时还与机械密封的配对材料有密切关系。     

空间环境下磁性液体润滑/密封初探

磁性液体(磁流体/磁流变液)作为一种新型磁控智能材料,兼顾液体的流动性及固体磁性材料的磁响应特性,在外磁场作用下可实现二者间的可逆性转换。磁性液体润滑密封因其零泄漏、自修复等优良特性受到广泛关注,特别是近年来在航天装备中的应用研究。为探讨磁性液体在航天装备中的应用,从恶劣的宇宙环境出发,分析地外空间装备研发所面临的严峻环境挑战,对高真空、高辐射、高低温热循环三大主要问题进行针对性分析,探讨磁性液体用于航天装备润滑/密封的可行性,总结相关磁性液体极端工况润滑/密封技术的进展和局限性,并提出未来研究中亟待解决的重要科学问题。     

四缸四冲程活塞摆动式内燃机气缸的密封与润滑

针对四缸四冲程活塞摆动式内燃机的工作原理和特点,介绍了一种具有良好实际使用效果的气缸密封与润滑方案,详述了活塞与气缸壁之间的密封结构与机理.     

新型塑性纳米密封填料的特点及应用研究

针对传统填料密封损耗大、寿命短、易泄露等缺点,介绍一种新型密封填料(塑性纳米密封填料)。新密封填料为层状剪切物,其机体具有可塑性。在其内部定向排列的大量纳米纤维使得它的塑性工作面在微观上产生密集的凸凹起伏,形成无数的近似纳米级凹坑以聚集微型水珠。在实际运行中,该填料在压力水的作用下与旋转轴动态配合面形成连续的液膜,这起到了优秀的润滑和密封作用。通过在水泵上的应用和研究,结果证明:新型塑性纳米密封填料的应用是提高密封填料的密封性能、使用寿命和节能高效的一条有效途径。     

Fluid-solid interaction model for hydraulic reciprocating O-ring seals

Elastohydrodynamic lubrication characteristics of hydraulic reciprocating seals have significant effects on sealing and tribology performances of hydraulic actuators,especially in high parameter hydraulic systems.Only elastic deformations of hydraulic reciprocating seals were discussed,and hydrodynamic effects were neglected in many studies.The physical process of the fluid-solid interaction effect did not be clearly presented in the existing fluid-solid interaction models for hydraulic reciprocating O-ring seals,and few of these models had been simultaneously validated through experiments.By exploring the physical process of the fluid-solid interaction effect of the hydraulic reciprocating O-ring seal,a numerical fluid-solid interaction model consisting of fluid lubrication,contact mechanics,asperity contact and elastic deformation analyses is constructed with an iterative procedure.With the SRV friction and wear tester,the experiments are performed to investigate the elastohydrodynamic lubrication characteristics of the O-ring seal.The regularity of the friction coefficient varying with the speed of reciprocating motion is obtained in the mixed lubrication condition.The experimental result is used to validate the fluid-solid interaction model.Based on the model,The elastohydrodynamic lubrication characteristics of the hydraulic reciprocating O-ring seal are presented respectively in the dry friction,mixed lubrication and full film lubrication conditions,including of the contact pressure,film thickness,friction coefficient,liquid film pressure and viscous shear stress in the sealing zone.The proposed numerical fluid-solid interaction model can be effectively used to analyze the operation characteristics of the hydraulic reciprocating O-ring seal,and can also be widely used to study other hydraulic reciprocating seals.