高壓液體潤(rùn)滑機(jī)械密封典型端面深槽對(duì)比研究.pdf

1、機(jī)械密封是廣泛應(yīng)用于流體機(jī)械和動(dòng)力機(jī)械軸端密封的關(guān)鍵零部件。傳統(tǒng)的接觸式機(jī)械密封在高參數(shù)條件下容易出現(xiàn)磨損嚴(yán)重，使用壽命短等問(wèn)題，而端面開(kāi)有毫米級(jí)深槽的流體動(dòng)壓式機(jī)械密封可以有效改善端面的潤(rùn)滑狀況，提高端面液膜的動(dòng)壓效應(yīng)，因而廣泛應(yīng)用于核主泵以及鍋爐給水泵等高參數(shù)工況的流體設(shè)備軸端密封。在實(shí)際工程應(yīng)用中，每種槽型并不是對(duì)所有工況條件都是最佳的，不同的型槽以及參數(shù)對(duì)于不同的工況都有各自的特點(diǎn)。為此本文針對(duì)不同槽型以及參數(shù)對(duì)密封性能的影響以

2、理論與試驗(yàn)相結(jié)合的方法展開(kāi)對(duì)比研究。
　　基于流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論，利用MATLAB軟件通過(guò)有限體積法求解端面液膜壓力分布的雷諾方程。通過(guò)建立三維實(shí)體模型，利用有限元軟件施加相應(yīng)的邊界條件和載荷，將所求的膜壓施加到密封端面上，進(jìn)一步耦合迭代達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，最終求解出液膜厚度及相關(guān)密封性能參數(shù)。研究發(fā)現(xiàn)，在力變形的影響下，密封端面形成收斂錐度和周向的波度，隨著介質(zhì)壓力的提高，摩擦系數(shù)逐漸降低、變化趨勢(shì)變緩。隨著轉(zhuǎn)速的升高，液膜厚度、摩擦系

3、數(shù)和液膜剛度略微增大，但泄漏量也隨之增大；端面在高壓工況下呈現(xiàn)收斂變形。
　　在對(duì)槽型進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)出幾種不同槽型以及參數(shù)的深槽機(jī)械密封，利用已有的高壓清水密封試驗(yàn)臺(tái)，對(duì)這幾種端面開(kāi)有典型深槽的機(jī)械密封在不同工況下運(yùn)行進(jìn)行性能比較試驗(yàn)研究。試驗(yàn)表明，三種深槽的性能變化趨勢(shì)一致，隨著介質(zhì)壓力的增大總體摩擦性能提高，驗(yàn)證了深槽機(jī)械密封適合于高壓工況的理論。圓弧槽的摩擦系數(shù)最小，但其泄漏量相對(duì)較大。同一種槽型，槽區(qū)面積越大對(duì)應(yīng)的