接触式中间旋转环式机械密封的结构优化.pdf

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1、２０１６年６月润滑与密封Ｊｕｎ?２０１６第４１卷第６期ＬＵＢＲＩＣＡＴＩＯＮＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ?４１Ｎｏ?６ＤＯＩ：１０?３９６９／ｊ?ｉｓｓｎ?０２５４－０１５０?２０１６?０６?０１７∗接触式中间旋转环式机械密封的结构优化１１１２王建刘正林孟祥坤杨朋（１?武汉理工大学能源与动力工程学院湖北武汉４３００６３；２?广州机械科学研究院有限公司广东广州５１０７００）???摘要：借助ＡＮＳＹＳ分析影响中间旋转环式机械密封性能的关键结构参数，结果表明，静环和动环的伸出长度对??密封性能的影响很小，中间环厚度和密封面宽度对密封性能的影响较大，且中间环厚度及密封面宽度对密封性能的影??响是相互独

2、立的；中间环厚度增大时，最高温度和最大等效应力减小，但最大接触压力和泄漏量增大；密封面宽度增???大时，最高温度、最大等效应力和泄漏量增加，但最大接触压力减小。对密封环结构进行优化，得出最佳的动静环伸??出长度、中间环厚度和密封面宽度，优化后机械密封的最高温度、最大等效应力、最大接触压力下降，对机械密封的???运转更为有利。??关键词：中间旋转环式机械密封；密封性能；静环；动环中图分类号：ＴＨ１３６文献标志码：Ａ文章编号：０２５４－０１５０（２０１６）０６－０７７－０５ＳｔｒｕｃｔｕｒａｌＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＣｏｎｔａｃｔＴｙｐｅＩｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅＲｏｔａｔｉｎｇＲｉｎｇＭｅｃｈ

3、ａｎｉｃａｌＳｅａｌｓ１１１２ＷＡＮＧＪｉａｎＬＩＵＺｈｅｎｇｌｉｎＭＥＮＧＸｉａｎｇｋｕｎＹＡＮＧＰｅｎｇ（１?ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＷｕｈａｎＨｕｂｅｉ４３００６３，Ｃｈｉｎａ；２?ＧｕａｎｇｚｈｏｕＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，ＧｕａｎｇｚｈｏｕＧｕａｎｇｄｏｎｇ５１０７００，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｋｅｙｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｉｎ

4、ｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｏｔａｔｉｎｇｒｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｅａｌｓｗｅｒｅａｎａｌｙｚｅｄｖｉａＡＮＳＹＳ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｅｘｔｅｎｓｉｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｏｆｂｏｔｈｓｔａｔｉｃｒｉｎｇａｎｄｒｏｔａｒｙｒｉｎｇｈａｓｌｉｔｔｌｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｗｉｄｔｈｈａｖｅｌａｒｇｅｉｎ⁃ｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍ

5、ａｎｃｅｂｙｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｓｅａｌｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｉｓｍｕｔｕａｌｌｙｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｉｎｇ，ｂｏｔｈｏｆｔｈｅｈｉｇｈ⁃ｅｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｍａｘｉｍｕｍｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓａｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｏｎｔａｃｔｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｌｅａｋａｇｅａｒｅｉｎ⁃ｃｒｅａｓｅｄ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｏｆｔｈｅｗｉｄｔｈｏｆｓｅａｌｉｎｇｓｕｒｆａ

6、ｃｅ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｍａｘｉｍｕｍｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｌｅａｋａｇｅａｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｌｅｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｃｏｎｔａｃｔｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｅａｌｒｉｎｇｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｏｐｔｉ⁃ｍａｌｅｘｔｅｎｓｉｏｎｅｌｏｎｇａｔｉｏｎｓｏｆｓｔａｔｉｃｒｉｎｇａｎｄｒｏｔａｒｙｒｉｎｇ，ｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｉｎｇａｎｄｗｉｄｔｈｏｆｓｅａｌｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ．Ａｆｔｅｒｏｐ⁃ｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ，ｔｈｅｈｉｇｈｅｓｔｔｅｍｐｅｒａ

7、ｔｕｒｅ，ｍａｘｉｍｕｍｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｓｔｒｅｓｓａｎｄｍａｘｉｍｕｍｃｏｎｔａｃｔｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｅａｌａｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｗｈｉｃｈａｒｅｍｏｒｅｆａｖｏｒａｂｌｅｔｏｔｈｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｅａｌｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｒｏｔａｔｉｎｇｒｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｅａｌ；ｓｅａｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍ