大圆形孔端面机械密封性能分析.pdf

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1、2012年5月润滑与密封Mav2012第37卷第5期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．37No．5DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．05．006大圆形孔端面机械密封性能分析程香平孟祥铠彭旭东盛颂恩(浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032)摘要：考虑液膜空化的影响，采用有限单元法求解层流、等温条件下控制流体密封端面膜压的雷诺方程，分析大圆形孔端面机械密封在不同端面几何结构参数和操作条件下，端面液膜压力分布以及开启力、液膜刚度和泄漏率等密封性能参数的变化规律，对比微孔与大孔密封

2、端面的性能，指出大圆形孔端面密封产生承载力的机制；以最大液膜刚度及开启力为优化目标，在研究范围内获得大孔的最佳孔深。结果表明：在相同研究条件下，随着孔径和孔数的增加，大圆形孔产生的流体动压效应比微孔更强；随着介质压力的增加，静压效应增强，空化效应减弱，由此导致端面开启力增大，液膜刚度下降，泄漏率增大；随着转速的增大，开启力和液膜刚度均增大，而泄漏率减小。关键词：大圆形孔端面密封；密封性能；动压效应；空化效应中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)5—027—5AnalysisonSealPerformanceofMec

3、hanicalSealswithMacro-poresChengXiangpingMengXiangkaiPengXudongShengSongen(TheMOEEngineeringCenterofProcessEquipmentandItsManufacture，ZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310032，China)Abstract：Whenthecavitationofliquidfilmwasconsidered，finiteelementmethodwasusedtoresolv

4、eReynoldsequa—tionfortheliquidfilmpressurebetweentwofacesofamechanicalsealforalaminar，isothermalfluid．Openingforce，leak—agerateandfilmstiffnessofmechanicalsealswithmacro—poreswereanalyzed，whenvariousgeometricconditionsandoper-atingparametersweregiven．Themechanismofloadcapacitywas

5、pointedoutinafacesealwithmacro-pores．Theresultsshowthatmacro—-poresproducebetterdynamicpressureeffectthanmicro—-poresandthebestdepthholeisobtainedwhentakingmaximumfilmstiffnessandopeningforceasoptimizedgoalsintherangeofstudy，astheapertureandporenumberincrease．Whenpressureisincrea

6、sing，cavitationeffectisweakenedandstaticpressureeffectisenhanced，leadingtotheenlargementofopeningforceandleakagerate，andthedecreaseoffilmstiffness．Alongwiththeenlargementofspeed，openingforceandfilmstiffnesswillenlarge，whileleakageratewillreduce．Keywords：mechanicalsealswithmacro-p

7、ores；sealperformance；hydrodynamiceffect；cavitationeffectEtsion等于1996年提出了激光加工多孔端面在全膜和混合摩擦润滑中，对降低摩擦因数和磨损率机械密封(LST．MS)新技术，为人们寻求新型流体有很好的效果。于新奇等对LST．MS的密封性能及动压型机械密封指出了新的方向，此后关于机械密封摩擦磨损特性进行了试验研究。彭旭东等”对不同表面织构的研究成为国内外相关领域的热点。型面微孔LST，MS的密封特性参数进行了研究，在相Feldman等对LST．MS提出了基于可压缩牛顿流体同条件下以最大液膜刚度

8、和最小泄漏率为优化目标，窄间隙的雷诺方程的解决方案，以实现最大气膜刚度提出了具有