新型动静压混合润滑机械密封结构参数优化.pdf

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1、2010年2月润滑与密封Feb．2010第35卷第2期LUBRICATIONENGINEERINGV0I_35No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．02．018新型动静压混合润滑机械密封结构参数优化郝木明王彬(中国石油大学(华东)山东东营257061)摘要：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对端矗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、两侧泄墨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

2、进行了优化。关键词：机械密封；动静压混合润滑；结构优化；数值模拟i3中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)2—071—5StructuralParameterOptimizationofNew-typeHydrostatic-dynamicHybridLubricationSealHaoMumingWangBin(ChinaUniversityofPetroleum，DongyingShandong257061，China)Abstract：Athree—dimensionalmodelofthenew—typehydrostatic—dynamichyb

3、ridlubricationsealswasdevelopedthroughasearchonfluidfilm．Thepressureandvelocitydistributionoffluidfilmwassimulatedbyusingthesoftwareofcomputation—alfluiddynamics．Thelawofinfluenceofstructuralparameterssuchasdynamicpressureslotdepth，staticpressureslotdepth，dynamicpressureslotwidthratio，staticpressure

4、slotwidthratioonsealingperformanceswasanalyzed．Byanalyzingtheendfaceopeningforceandbothsidesleakageofmediumandairunderdifferentstructuralparameters，therangeofeachstructuralparameterwasobtainedandthestructureofnew—typehydrostatic—dynamichybridlubricationsealwasoptimized．Keywords：mechanicalseal；hydros

5、tatic—dynamichybridlubrication；structuraloptimization；numericalsimulation动静压混合润滑机械密封的理论基础来源于动静入口在密封环中间，可实现密封液向上、向下泵送，压轴承，在动压基础上于适当位置开设适当数量和大不受动环转向的限制。另外，当主轴静止或转速低于小的静压腔，并配备静压供液系统，从而形成液体动某临界值时，利用高压密封液形成的静压力可将动环静压轴承⋯。本文作者研究的对象是在动压槽的中间和静环开启，实现密封端面的非接触，从而避免了在开设了环形静压槽，其结构形式如图1所示。该密封启动、停车或低速运行时的干摩擦或半干摩擦状态

6、。密封液入口t1．轴套2．防转销3．动环4．o型圈5．静环6．压盖7．弹簧8．紧定螺钉(a)密封结构(b)动环端面图1密封结构及动环端面示意图Fig1Sketchmapofsealingstructure(a)andsurfaceofrotatingring(b)当主轴正常运行并且达到一定的速度时，动压效收稿Et期：2009—08—12联系人：王彬，E—mail：wangbin203应将形成一定的液膜承载能力，此时处于动静压混合@163．COB．润滑的状态，既能保证密封端面的非接触，又能增加作者简介：郝木明(1964一)，男，教授，硕士生导师，主要从液膜的刚度，提高了密封系统的稳定性，有利于密

7、封事流体机械及动密封的研究．72润滑与密封第35卷的长周期运行。例，应用右手定则，旋转轴为一z方向，密封液向外本文作者通过改变密封的结构参数，建立不同的径处泵送。三维模型，利用FLUENT进行计算，使其达到最佳的1．4解算器设置运行效果。密封间隙内流体流动为层流，可通过方程Re=1理论模型pvh。计算其雷诺数来确定。其中密封端面旋转线速1．1主要参数度=r0，液膜厚度h。=0．003ITlm，密度