工况自适应机械密封结构设计与试验

石油化工装置泵用机械密封多为正压单一体膜设计,在装置启动或调节过程中（过渡过程）,密封腔压力将随装置当时操作条件变化而变化。如果装置抽空操作密封腔出现负压改变了机械密封动静环设计使用条件下的力平衡关系,摩擦副轴向可能仅受弹簧力和大气压力作用。如果大气压力作用产生的轴向力大于弹簧力会使摩擦副产生轴向位移,造成静环辅助密封圈脱离环座,诱发密封失效,过渡过程还可能诱发机械密封端面分离,原因在于过渡过程中密封腔压力下降,介质气化,密封配合面间的流体膜发生相变膜压的合力增大,推开密封面,也可能使气化后的密封面处于干摩擦状态,密封失效。为防止摩擦副整体位移,提出了利用波纹管有效作用直径同密封面的内外径相协调的设计结构,保证大气压力产生的轴向推力始终与弹簧推力同方向,同时,进行了理论分析和试验,证明结构可行。     

工况自适应机械密封结构设计与试验

石油化工装置泵用机械密封多为正压单一流体膜设计 ,在装置启动或调节过程中 (过渡过程 ) ,密封腔压力将随装置当时操作条件变化而变化。如果装置抽空操作密封腔出现负压改变了机械密封动静环设计使用条件下的力平衡关系 ,摩擦副轴向可能仅受弹簧力和大气压力作用。如果大气压力作用产生的轴向力大于弹簧力会使摩擦副产生轴向位移 ,造成静环辅助密封圈脱离环座 ,诱发密封失效。过渡过程还可能诱发机械密封端面分离 ,原因在于过渡过程中密封腔压力下降 ,介质气化 ,密封配合面间的流体膜发生相变膜压的合力增大 ,推开密封面 ,也可能使气化后的密封面处于干摩擦状态 ,密封失效。为防止摩擦副整体位移 ,提出了利用波纹管有效作用直径同密封面的内外径相协调的设计结构 ,保证大气压力产生的轴向推力始终与弹簧推力同方向。同时 ,进行了理论分析和试验 ,证明结构可行     

关于机械密封端面摩擦工况研究

械密封工作寿命和密封性能的好坏直接受到机械密封端面摩擦特性的影响,该特性参数的测试是机械密封中的一种关键技术.本文介绍了常用性的性能参数,并探讨了该测试技术,此外还详细的介绍了机械密封端面的摩擦机制,并分析了有关机械密封端面几种摩擦状态,仔细的介绍了干摩擦状态,边界摩擦状态,流体摩擦状态和混合摩擦状态.     

机械密封端面摩擦扭矩测量方法的研究

对于机械密封来说,它是一种十分有效的防漏措施,如果其端面出现因摩擦受损,将直接影响到轴功率,因此,怎样做好机械密封断面摩擦扭矩测量就显得异常重要,近年来,人们逐渐加大了端面比压与材料的控制,希望通过这种方式减少摩擦损耗,只有这样才能延长其运行时间.基于此,本文将从机械密封摩擦扭矩基本情况入手,重点研究与之相关的测量方法.     

端面密封接触状态的转化

接触式端面密封由于其密封性能较佳，因而得到广泛应用，但因其工作寿命短，使其使用不尽人意，本文通过对端面密封的动力分析，探讨了端面密封的端面接触式状态与非接触式状态的相互转化，论证了这种转化是完全不可以实现的，这对延长端面密封系统的工作寿命无疑是有益的。     

抗变工况热油泵机械密封研制与开发

热油泵机械密封的泄漏一直是炼油厂关注的重要问题.如何解决机械密封的泄漏,延长机械密封的使用寿命,不仅是影响炼油厂经济效益的重要因素,而且对于该领域的科学研究也至关重要.通过介绍变工况机械密封的理论,研制并开发抗变机械密封,较好的解决了机械密封变工况失效,并与常用防抽空机械密封进行了比较.     

机械密封摩擦副端面形貌的分形特性

介绍了表征粗糙表面形貌分形特征的Weierstrass-Mandelbrot函数式,分析了判断粗糙表面形貌分形特性的功率谱法和结构函数法.采用AF-LI型触针式表面轮廓测量仪测量了GY70型机械密封摩擦副端面的径向及周向轮廓曲线.利用结构函数法分析了端面轮廓的分形特性,通过计算得出动环端面径向和周向分形维数分别为1.293,1.291,静环端面径向和周向分形维数分别为1.288,1.283.研究结果表明,GY70型机械密封摩擦副动、静环端面轮廓均具有统计自仿射分形特性且各向同性.     

泵抽空状态下机械密封端面状况实验研究

通过机械密封在泵抽空状态下的端面运行状况实验，基于流体膜的相变理论，讨论了机技密封在泵抽空状态下端面开启可能性，并分析了机械密封在抽空瞬时因工况改变可能造成的失效，提出了机械密封运行的稳定工作条件，对机械密封在特殊工况下的设计及使用、提高机械密封的抗抽空能力提出了参考意见．     

焊接金属波纹管机械密封端面径向振动特性研究

焊接金属波纹管机械密封是轴类密封的重要类型之一,而密封端面振动特性是泄漏量和端面磨损的关键影响因素。由于目前针对焊接金属波纹管机械密封端面振动位移相关理论研究较少且没有具体分析各工作参数对端面振动的影响。首先,作者建立了端面密封环的几何模型和极坐标下端面所受表面压力以及分布力矩的数学模型;采用圆环理论和数值分析方法,推导出受谐波形式载荷条件下端面振动位移的求解公式。然后,利用MATLAB求解出密封端面在不同工况条件下轴向振动和径向振动位移特解。发现在相同的工况条件下径向振动位移均大于轴向振动位移。最后,设计了径向振动试验,利用电涡流传感器测量密封端面径向振动位移,分别探究了介质压力、工作转速、载荷系数和压缩量对径向振动位移的影响。结果表明：工作转速和压缩量对径向振动位移影响较大,介质压力和载荷系数对径向振动位移影响趋势相同。径向振动位移随着转速的增大而急剧增大;随着压缩量的增加先缓慢增大后迅速增大;随着介质压力的升高、载荷系数的增大,径向振动位移先减小后增大。对比理论计算和试验结果,验证了密封端面振动位移数学模型的正确性。优选出合理的工作参数范围为：介质压力为0.4～1.4 MPa,工作转速为1 500～2 500 r/min,载荷系数K为0.60～0.75,压缩量为4～6 mm。     

倾斜菱形孔端面密封的性能研究

基于流体润滑理论模型,采用数值模拟的方法分析几何参数和操作参数对机械密封泄漏率、液膜刚 度和开启力的影响规律,探讨倾斜菱形孔上、下游泵送效应对密封性能的影响机理。结果表明,双向倾斜菱形孔织 构端面能够使机械密封的动压效应显著增强,泄漏率明显降低及液膜稳定性更可靠;在较低转速时,双向倾斜菱形 孔织构可使密封端面迅速打开,能够有效减少启动时两端面间的摩擦和磨损,同时还能降低倾斜菱形孔织构密封的 泄漏率;在研究的工况条件下,非倾斜菱形孔织构密封的液膜稳定性(即变工况自适应能力)在三者(即双向、单向与 非倾斜菱形孔织构密封)中是最佳的;并得到了倾斜菱形孔端面密封的反向开孔比、孔倾角、面积比和孔深等几何参 数的优化取值范围。     

塔用机械密封结构形式的探讨

带旋转轴塔工作条件及结构形式的特殊性,给其轴端密封提出了较高要求,不但要求其在密封结构上合理可行,而且要能确保运行中的安全可 靠。详细 分析了带旋转轴塔机械密 封的特点,并以转盘塔为例说明了塔轴端常用机械密封的结构形式及安装要求,以此解决常见的塔类轴密封问题。经分析探讨认为：塔轴端密封应以机械密封为主; 密封结构形式的设计及密封材料的选择必须充分考虑塔的工艺条件,物料特性等; 在安装、试车阶段,密封的安装调试必须遵循严格的规程。     

机械密封影响因素分析及展望

机械密封作为一种被广泛应用的密封方式,已成为流体密封技术重要的动密封形式。随着密封行业标准要求不断提高以及工业整体的发展,机械密封设计与制造技术是当前流体传动与控制领域发展的重点对象之一,且对于机械密封的发展也提出了更高的要求。对机械密封的影响因素、常见问题进行梳理总结。从解决机械密封问题角度,对机械密封未来发展方向进行简要介绍,以促进机械密封技术发展。总结与展望机械密封发展趋势,对于极端工况条件下的密封性能、常规工况下使用寿命、稳定性等提出了更高的要求;在机械密封可控层面上,机械密封智能化与密封组合会成为未来机械密封的研究重点。     

机械密封端面比压影响因素分析

介绍了端面比压对机械密封的重要影响。通过对动环力的分析,推导出了机械密封端面比压的公式,具体讨论了影响端面比压的各种因素及其相互关系,并给出了端面比压的选用原则。结果表明,端面比压太大或者太小都不利于机械密封的正常有效运行。掌握不同参数对端面比压的作用机理以及选取原则,就可以减少端面比压设计选取的盲目性,从而确保机械密封在设计过程中的准确性。     

泵用机械密封端面摩擦因数试验研究

泵用机械密封在运行过程中最常见的现象是端面间的摩擦,端面的摩擦因数是表征摩擦特性的关键参数.从微观角度探讨了机械密封端面摩擦因数与摩擦状态的关系.在自行研制的机械密封计算机辅助试验装置上对泵用GY70型机械密封的端面摩擦因数进行了试验研究.结果表明,随着弹簧比压的增大,摩擦因数增大;当弹簧比压较小时,随着转速的增大,摩擦因数以较快的速度增大,当弹簧比压达到0.0866MPa后,转速对摩擦因数几乎无影响;当转速及弹簧比压都较小时,介质压力对摩擦因数的影响很小,当转速较大或弹簧比压较大时,随着介质压力的增大,摩擦因数减小.     

椭圆型表面织构对机械端面密封动压性能的影响

根据表面织构可以有效改善相对运动表面的摩擦学性能,建立均匀分布的椭圆型微凹坑机械端面密封的理论模型,采用有限差分法对流体动压润滑方程进行求解,获得密封端面间气膜的无量纲压力分布,研究椭圆倾斜角α和形状系数t对压力分布的影响,并考察整个密封端面的平均无量纲压力Pav。结果表明:当t≥1时,密封端面平均无量纲压力Pav随着倾斜角α的增大呈现减小趋势,反之t1时呈增大趋势;不同倾斜角α下,Pav随着形状系数t的增大先增大后减小;通过选择合理的椭圆倾斜角和形状系数,相比于圆凹坑端面可提高约7%的平均无量纲压力。     

机械密封端面摩擦副失效分析及解决办法

对聚合釜机械密封系统的工作原理作了简要论述,在此基础上结合化。生产实践较深入地分析了引起机械密封端面摩擦副失效的有关因素,并探讨了相应的解决办法．     

考虑空化效应的微孔端面机械密封泄漏量计算及机理的研究

微孔端面机械密封泄漏量的数值计算方法和机理都不明确。基于质量守恒的JFO空化边界条件建立了微孔端面机械密封的数值计算模型。数值计算结果表明沿着泄漏方向的不同截面的流量并不相等,所以必须要选择合理的积分截面才能计算出正确的泄漏量。根据径向流量场、周向流量场和压力场的分析,讨论了沿着泄漏方向流量不等的原因,揭示了空化效应和动压效应形成高压区,造成泄漏方向流体沿周向运动,从而降低了泄漏量。最后给出了微孔端面机械密封泄漏量计算的公式和方法。     

活齿端面谐波齿轮的传动原理与传动比

首次提出了一种活齿端面谐波齿轮传动装置 ,介绍了这种新型谐波齿轮传动装置的传动原理和传动比的计算方法。活齿端面谐波齿轮传动综合利用了现有的谐波齿轮传动和活齿传动的优点 ,能够克服现有的谐波齿轮传动中柔轮的变形与其承载能力之间的矛盾 ,并能增加同时啮合的齿数 ,加大齿轮的模数 ,从而可以在保留现有谐波齿轮传动所有优点的基础上 ,使其所传递的功率增加数十倍 ,因此具有广泛的应用前景。