部分端面微孔机械密封端面间液膜压力分布的理论研究

建立了研究部分端面微孔机械密封端面间液膜压力分布规律的理论模型,应用有限差分法求解了端面液膜压力的Reynolds控制方程,获得了端面液膜压力分布规律,并与端面全区域开微孔机械密封的情况进行了对比.研究了微孔密度Sp和微孔深径比ε对端面液膜压力的影响规律.结果表明:部分端面微孔机械密封的端面间液膜压力比端面全微孔的小;端面间液膜沿半径方向的最大压力降发生在孔区域结束处;端面液膜压力值最大值所对应的微孔密度Sp≈0.2,深径比ε≈0.02.     

端面微孔机械密封研究进展

端面微孔机械密封是一种新型机械密封技术,它是在普通机械密封的端面上加工出微米级的小坑孔,具有良好的润滑性能和密封性能,已在石油化工行业用泵上获得了成功应用。本文简要地介绍了端面微孔机械密封的典型结构及其工作原理、端面微孔机械密封产生发展概况、最新研究进展及其在化工泵上的应用情况。     

气体端面密封试验设备

气体端面密封试验台由传动系统、润滑系统、供气系统以及测量系统组成。考虑到气膜厚度的变化对密封稳定性等密封性能的影响很大,重点对气膜厚度的测量进行了介绍。     

部分端面微孔机械密封性能的理论研究

研究了部分端面微孔机械密封的液膜开启力、液膜刚度、泄漏率和摩擦力矩等密封性能的计算方法,并研究了微孔密度Sp、微孔深径比ε、微孔区域比α等密封结构参数对密封性能的影响规律,并与端面全区域开微孔机械密封的情况进行了对比.结果表明,微孔密度Sp≈0.2、微孔深径比ε≈0.02时,开启力、液膜刚度和泄漏率最大;摩擦力矩随Sp、ε、α的增加而降低.     

机械密封端面尺寸变化对密封效果的影响分析

机械密封的端面比压，不仅与结构形式、弹簧大小、液体介质黏度、温度、介质压力等因素有关，还直接与端面尺寸变化有关。在这里主要介绍密封端面尺寸变化对密封效果的影响，并得出有利于密封效果的尺寸变化。     

激光加工多孔端面机械密封的参数研究

建立了激光加工多孔端面机械密封的流体动力学分析模型。根据基本假设,一个孔栏上的液膜压力分布可表征整个密封面上的液膜压力。将参数进行无量纲化,采用有限差分法对激光加工多孔端面机械密封进行了参数研究,并利用MATLAB计算机软件得到了无量纲液膜压力的三雏分布规律。由计算分析可知,液膜平均压力随着液体粘度和转速的增加、液膜厚度的减小而增大;随着流体压力的增大,微孔产生的动压效应减弱。另外,微孔密度和微孔深径比的对液膜平均压力有很大影响,对其进行优化,可使平均液膜压力达到最大。     

不同槽型气体端面密封的研究

本文根据雷诺方程，编写了计算不同槽型气体端面密封端面压力分布的有限元程序。利用计算程序分别对三种不同槽型的密封面结构进行了优化，理论研究表明，斜底螺旋槽密封的性能最好，平底螺旋槽次之，但二者差别不大，径向槽密封的性能最差。     

气体端面密封试验台的测试系统

介绍一种基于虚拟仪器技术的气体端面密封试验台的测试系统。简要说明实验台的构成和测试系统硬件的组成：重点分析了各个参数的测试方法。同时展示了虚拟仪器开发平台的主要功能和特点。     

柔性端面气膜密封流场分析及密封特性研究

提出一种航空发动机主轴承端适用密封——柔性端面气膜密封.通过对三种密封端面变形情况下的压力控制方程进行求解,获得密封气膜微尺度流场特性的演变规律,并探讨关键密封性能参数与工况条件的相关性.研究结果表明:柔性端面在带压气膜的作用下发生变形,其中波箔片的变形起主导作用,平箔片的影响可忽略不计;相较于刚性端面,柔性端面可有效...     

锥度对螺旋槽气体端面密封稳态特性的影响

提出一种考虑螺旋槽气体密封端面径向锥度的理论模型。利用有限元法求解密封端面间气膜控制方程——雷诺方程,得到了端面膜压分布。计算了密封稳态性能参数,并与有关文献值进行了比较。分析了端面锥度对密封稳态特性的影响,进一步预测了密封端面出现接触摩擦的临界锥度。结果表明,锥度改变了端面膜压分布,并显著影响开启力、气膜刚度以及泄漏率等参数;过度变形将会导致密封因端面接触或大量泄漏而失效。     

A Hydrodynamic Laser Surface-Textured Gas Mechanical Face Seal

A new type of hydrodynamic laser surface texturing gas seal with orientation ellipse dimples is introduced to improve hydrodynamic effect. Theoretical model is developed to study the hydrodynamic effect of this new gas seal. Then, a parametric investigation of the texturing parameters such as slender ratio, dimple inclination angle, dimple depth, and dimple area rate is presented for the presented gas seal under different operating parameters of rotation speed, seal pressure, and clearance. Results show that the orientation dimples can greatly improve hydrodynamic effect of laser surface texturing gas seals. Open force may be improved more than 20% greater by hydrodynamic effect in the analysis.     

低速运转气膜机械密封端面波度和锥度对其密封性能的影响

气体润滑机械密封端面周向波度和径向锥度是影响密封低速运转性能的重要参数。以螺旋槽气体润滑机械密封为研究对象,采用有限单元法分别对周向波度、径向锥度对其低速运转性能的影响规律进行了分析研究。理论分析表明:在低速运转条件下,波度幅值及其起始角对螺旋槽气膜密封的各项性能都具有很大影响;密封端面正锥度的增加能使密封气膜刚度显著提高,但同时也使密封的泄漏量有所增加。     

低速运转气膜机械密封端面粗糙度对其密封性能的影响

以螺旋槽气体润滑机械密封为研究对象,采用有限单元法分析了各向同性的粗糙度对低速运转气体润滑机械性能的影响,并提出了适用于低速运转气膜机械密封特性分析的修正雷诺方程。理论分析表明:低速运转条件下,表面粗糙度对气膜机械密封各项性能均有较大的影响,在研究气膜机械密封特性时,要考虑表面粗糙度的影响;在特定膜厚条件下,当膜厚与粗糙度均方根的比值大于3~4时,表面粗糙度对密封性能的影响可以忽略不计;在较大粗糙度下,虽然密封开启力、气膜刚度随转速增加而显著提高,但同时泄漏量也明显加大,因此随着转速增加,较大粗糙度对气膜密封低速运转性能是有害的。     

上游泵送机械密封在液化汽泵上的应用研究

针对液化汽泵现场工况条件,分析了泵用普通接触式密封存在的问题,开发设计出适用液化汽泵的零逸出上游泵送机械密封,工业应用结果表明,上游泵送机械密封可实现易挥发性介质的零逸出,且具有使用寿命长,运行费用低,安全可靠等优点。     

外加压静压型机械密封均压槽设计对动态性能的影响

外加压静压气体密封在启停等低速运转状态下具有良好的性能,并且便于通过调节气源进行干预。密封在运行过程中会受到非浮动环的窜动和偏摆的影响,故需要良好的追随性以维持密封稳定有效工作。本文采用小扰动法分别计算了采用整周和分区均压槽的外加压静压气体密封的动特性系数,然后进一步计算追随性,并进行了对比。结果表明,采用不同均压槽形式的密封在轴向上的性质差别不大,但相比于采用整周均压槽,采用分区均压槽的静压气体密封具有显著更高的角向直接动刚度、更好的对非浮动环偏摆的追随性。     

直线变深T型槽干气密封性能研究

为增强T型槽干气密封的气膜承载能力及其稳定性,提出一种变深T型槽干气密封端面结构。基于气体润滑理论模型,采用有限单元法求解雷诺方程,在不同操作参数下对比分析变深T型槽与等深T型槽干气密封的工作性能。结果表明:与等深结构相比,变深结构有更好的气膜承载能力和稳定性;尤其在低速低压或高速高压条件下,变深T型槽比等深T型槽具有更高气膜承载能力和稳定性。     

机械密封环端面变形研究

本介绍了“机械密封环端面变形研究”课题的初步研究结果。在电算分析中,在端面上引入虚拟的“杆元”,建立了计算密封环端面变形的轴对称模型,分析了密封环的受力变形和受热变形。试验验证之一是在端面上装上引伸片,直观地测定了密封环的变形值,较好的与计算值相符合,试验验证之二是比较了具有不同变形趋势的各种结构的机械密封在高压,高温,高速工况下的性能。     

锥度及静态静环角偏差对低速干气密封气膜动态特性的影响

利用小扰动法结合有限元法求解气膜控制方程——动态雷诺方程,得到了端面稳态及动态压力分布.计算了表征气膜动态特性的主要参数——刚度系数和阻尼系数,分析了端面锥度和静态静环角偏差对气膜动态特性的影响规律.结果表明:负锥度对主气膜刚度系数和主阻尼系数有显著影响,正锥度影响较小;静态静环角偏差对主气膜刚度系数和主阻尼系数以及耦合气膜刚度系数和阻尼系数都具有明显的影响;通过调节密封端面锥度和角偏差可以改变气膜动力学行为,进而可以改善密封环的角向运动.     

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。     

悬臂式柔性支撑柱面气膜密封力学性能研究

基于三维SolidWorks软件建立柱面气膜悬臂式柔性支撑结构模型,分析柔性支撑结构对柱面气膜密封结构稳定性的影响;采用单向流固耦合的仿真方法,研究悬臂支撑板厚度、支撑结构材料、悬臂支撑数量,以及气膜操作参数转速和压差,对悬臂式柔性支撑结构和浮环的最大变形、最大应力应变有影响。结果表明：随悬臂支撑板厚度增大,平均变形量和平均等效应力减小;随悬臂支撑板数量增加,最大变形量逐渐减小,最大等效应力先增大后减小;研究的铝合金、铍青铜、不锈钢及钛合金4种悬臂支撑板中,不锈钢材料悬臂支撑板的最大变形量最小,承受的最大等效应力最大;随着转速和压差的增加,悬臂支撑板最大变形量以及最大等效应力均逐渐增加。在研究范围内,柔性支撑结构可以减小浮环的变形量,浮环变形量小于最小气膜厚度,保证了密封结构稳定运行。