机械密封动环结构动力学特性研究与试验分析

旋转设备在运行中,传动轴的转动会导致机械密封摩擦副的接触端面发生振动.为研究接触端面振动对密封性能的影响,以某型号机械密封的摩擦副为研究对象,运用SolidWorks对机械密封的动环进行有限元建模,采用ANSYS Workbench对机械密封的动环进行结构动力学分析,分析发现:动环在1阶、2阶、3阶模态频率下会产生径向...     

流体动静压端面密封的静动特性分析

针对高速涡轮泵螺旋槽端面密封，建立了综合考虑泄漏和传导的密封热流模型，给出了端面密封静态和动态性能计算方法。通过对水介质下密封性能的计算，研究了工作参数对螺旋槽端面密封的基本静态性能以及刚度、阻尼表征的动态性能的影响规律。结果表明：在小于5μm的正常工作间隙下，转速对开启力、刚度和阻尼影响很大，而对泄漏量的影响很小；工作间隙越小，密封具有越高的刚度、越低的泄漏量，但运行过程中的功耗较高、温升较大。     

机械密封动环密封点成因分析

机械密封在油田、电厂、矿山等行业中有着广泛的应用。由于使用场合的不同，受操作介质、温度、压力以及安装质量的影响，造成机械密封在寿命上表现出明显的差异。多年来，人们面对实际运行中机械密封出现的泄漏问题，解决的思路大都放在动环与静环这一对摩擦副的研究上，如动、静环的选材与匹配、静环的结构以及端面之间的润滑状态等。但在现场对轴封的检修中发现，机械密封的泄露，     

螺旋槽上游泵送机械密封密封特性数值计算

建立考虑机械密封端面径向锥度的理论模型。采用有限元法求解修正的雷诺方程,得出螺旋槽上游泵送机械密封端面间液体的压力分布,分析不同黏度下膜厚、端面径向锥度对密封特性参数的影响规律。结果表明,螺旋槽上游泵送机械密封端面间液膜压力呈三维凸形曲面;液膜厚度越大,开启力越小,液膜刚度系数在某点取得峰值;径向锥度越大,径向压力峰值、开启力和摩擦因数越小,泄漏率在某点取得最小值;综合考虑较小密封泄漏量和较小摩擦因数,径向锥度取值范围为-1.5×10-4β-0.5×10-4较适宜。     

基于Fluent对机械密封静环、动环温度的研究

机械密封作为重要的基础件之一被广泛地应用于各种旋转设备中,它的质量和性能直接影响并决定着设备的工作性能.影响机械密封性能的因素有很多,在机械密封工作中动环、静环的温度分布就是其中重要的一个.本文利用Fluent软件,以N-S方程为基础,采用现实K-ε双方程的湍流模型对机械密封的动环、静环在密封运转稳定状态下密封环温度场...     

机械密封动,静环镶装变形的分析及其改进措施

对机械密封动、静环镶装变形的现象，原理进行了分析，并提出了改进措施。     

某型燃机机械密封动环超精镀层及浅槽的加工方法

机械密封动环是燃机机组中极为重要的一类零件,机组运转时须承受高压高速摩擦,服役条件十分恶劣,因此对动环加工工艺要求极高。针对上述情况,全面介绍了某型燃机机械密封动环超精镀层及浅槽的加工方法,满足了设计及使用要求。     

螺旋槽机械密封液膜流场的动静压对比分析

以外侧开槽的螺旋槽动静环密封端面与不带槽的动静环密封端面间的液膜为研究对象,建立其三维的有限元周期模型,运用计算流体力学(CFD)软件Fluent对液膜流场特性进行数值模拟,得到了液膜的压力和承载力分布规律。通过两者对比,分析了操作参数(转速、压差)对密封性能的影响,结果表明开槽的密封端面液膜具有明显的动压效应,液膜的承载力也大;并继续探讨了螺旋槽的参数(螺旋角、槽深)对螺旋槽机械密封的最大动压和承载力等密封性能的影响,研究结果为螺旋槽的设计提供了有益的参考。     

不同口环密封结构对转子动力学特性的影响

为了研究不同形式密封结构对高速离心泵密封动力学特性的影响,通过数值计算的方法对环形密封、迷宫密封、轴向槽型密封3种不同形式的密封结构在相同边界条件下的泄漏量、刚度阻尼特性和密封内流特性等方面进行了研究。研究结果表明：迷宫密封的密封效果最好,环形密封次之,轴向槽型密封最差;轴向槽型密封的泄漏量比迷宫密封高出34%。然而,轴向槽型密封的主刚度系数和主阻尼系数较迷宫密封高出1倍以上,密封动力学特性最好;且轴向槽型密封可以减弱密封内部环流,减弱进口预旋速度。     

机械密封动（静）环热套过盈量的计算

介绍了机械密封动（静）环热会时过盈量的计算方法和公式；对过盈量和扭矩关系及最大过盈量进行了分析讨论。     

滑移式机械密封的动态辅助密封圈性能研究

建立了滑移式机械密封装置上动态辅助橡胶密封圈的有限元模型;考虑到大变形及材料的非线性,分析了密封圈的应力分布情况及其摩擦特性,与实际的结果进行了对比;讨论了辅助密封圈工作状态下的微动特性,研究了其运动规律并推导出其轴向阻尼系数。结果表明,采用Mooney-R ivlin非线性有限元本构关系可得到接近实际工况的接触压力和摩擦力;橡胶动态辅助密封圈的初始压缩率对其性能有较大影响,随着初始压缩率的增加,密封面上的接触压力不断增加,但是摩擦力却逐渐增大,使动态辅助密封圈的浮动性恶化,因此初始压缩率存在一最佳范围。     

流体静压机械密封动力学性能分析

机械密封动力学性能对密封系统稳定性有很大的影响,微小的振动会导致密封泄漏量增加和端面磨损加剧。根据机械动力学基本原理,建立了流体静压机械密封轴向、角向振动的动力学耦合方程,并通过简化将其转化成相互独立的单自由度二阶微分方程。结合辅助密封圈的动态参数求解方法,通过MATLAB编程求出系统在内部微小扰动作用下,密封环在轴向和角向的动态响应曲线。分析表明,综合考虑振荡频率和振动幅度等因素,端面锥角保持在大于或等于2’的附近范围内,转折半径保持在大于或等于130mm的附近范围内,密封系统能够保持较好的稳定性。     

波纹管机械密封参数化建模及数值分析平台

金属波纹管机械密封是机械密封的一个分支,快速建立波纹管参数化模型并进行数值分析十分重要。以某公司提供金属波纹管机械密封系统为研究对象,运用Visual C++与ANSYS软件的APDL语言,建立了波纹管机械密封参数化建模与数值分析平台。在该平台输入相关参数,自动生成该系列S型波纹管的有限元模型,简化了建模过程,同时可通过构建的接口导入ANSYS完成对S型波纹管的数值分析。     

浅槽环瓣型浮动环密封的动态特性分析

在浅槽环瓣型浮动环密封静态性能分析的基础上,对其动态特性进行了研究分析。利用Reynolds方程,通过计算微小位移或速度扰动对液膜动压力的影响获得液膜的刚度和阻尼,然后结合系统结构分析其稳定性。结果表明：浅槽环瓣型浮动环密封具有相当优越的稳定性,具有相当大的刚度和非常迅速的反应速度;密封腔压强、转速对于刚度系数、阻尼系数及系统的稳定性具有较大影响,其中刚度和阻尼随压强的增大而增大,随转速的增大而减小,超调量和调整时间随压强的增大而减小,随转速的增大而增大。     

高参数机械密封摩擦副界面液膜压力和承载特性分析

以计算流体动力学(CFD)数值计算理论及方法为基础,利用Fluent软件采用标准k ε湍流模型和标准壁面函数对处于高压、高转速等复杂工况的波纹管机械密封的摩擦副之间的液膜进行数值模拟.结果表明,进出口压力不变时,摩擦副间的液膜压力随着液膜半径的增加而增大;出口压力不变,进口压力变大时,相同半径点的压力逐渐变大.液膜承载力与液膜压力和面积相关,进口压力变大,液膜的整体压力变大,液膜承载力增加;液膜宽度变大,液膜与摩擦副的接触面积增长,液膜的承载力也会增加.     

机械密封环过盈联接的有限元分析

根据扭矩平衡原理推导了过盈量计算公式,建立了机械密封环过盈联接的有限元模型,利用ANSYS分析软件求解密封环内部各节点的应力分布情况,并与传统厚壁圆筒理论计算方法进行了比较.结果表明,有限元方法能准确计算出过盈联接零件的应力分布,结果更符合实际状况.     

螺旋槽气膜浮环密封结构参数设计分析

介绍了螺旋槽气膜浮环密封的结构特点,利用CFD-FLUENT软件分析比较了普通浮环、无坝区螺旋槽浮环和有坝区螺旋槽浮环3种结构的密封性能,建立了螺旋槽几何结构参数变化对浮升力、泄漏量等影响的规律曲线。计算结果表明:有坝区螺旋槽浮环结构密封性能最好;螺旋槽结构参数对密封特性影响较大,综合考虑较小的泄漏量和较大的浮升力,取较小的螺旋角,槽数26~30,槽长7~9mm,槽深25μm左右,槽宽比0.5较适宜。     

基于多重网格法和CFD的多孔端面机械密封数值分析比较

为研究离心泵用激光加工多孔端面机械密封的内部流动机制,根据动压润滑理论采用多重网格法求解雷诺方程和基于计算流体力学方法(CFD)求解N-S方程,分别获得机械密封环端面微凹腔内的动压分布,并对两种计算结果进行对比。研究表明:合适的微孔尺寸可以产生流体动压效应;相邻孔之间的流体动压力会产生相互叠加和耦合,单个微孔的压力要比几个相邻微孔叠加所得压力略小。对比两种研究方法,CFD软件从流体力学角度提供了一种更精确的计算方法,可与多重网格法交互使用观察计算结果,以达到模拟的真实性。     

高温高压动态脱硫罐用机械密封装置研制

本文简单描述了高温高压动态脱硫法工艺特点,讨论了高温高压动态脱硫罐用机械密封装置的设计与计算方法,介绍了所研制的机械密封装置的试验与现场使用情况。