基于彈性微極流體潤(rùn)滑理論機(jī)械密封混合摩擦的研究.pdf

1、在機(jī)械密封裝置中，除了輕載、高速或高粘工況的機(jī)械密封處于全膜流體潤(rùn)滑狀態(tài)外，實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中的機(jī)械密封絕大部分是在混合摩擦狀態(tài)下工作。實(shí)際上機(jī)械密封的密封端面都是凸凹不平的粗糙表面，而密封面間的液膜都是極薄的，基本上是與表面粗糙度處于同一數(shù)量級(jí)。自薄膜潤(rùn)滑概念提出以來(lái)，對(duì)它的研究有了很大的發(fā)展，薄膜潤(rùn)滑在表觀上體現(xiàn)為膜厚很小，接近潤(rùn)滑分子微粒的尺度，因而與彈性流體潤(rùn)滑相比，它需要考慮微粒的尺度效應(yīng)。 首先本文基于機(jī)械密封混合摩擦模型，

2、考慮彈性微極流體效應(yīng)對(duì)機(jī)械密封混合摩擦的影響，建立了合理的彈性微極流體點(diǎn)接觸的二維數(shù)學(xué)模型，用有限差分法和C語(yǔ)言自行編程，求解點(diǎn)接觸雷諾二維控制方程，獲得了不同微極參數(shù)下流場(chǎng)的壓力分布和油膜厚度圖等。 但將彈性潤(rùn)滑理論應(yīng)用于機(jī)械密封的研究，再之彈流潤(rùn)滑問(wèn)題的求解涉及到彈性變形和流體動(dòng)力潤(rùn)滑之間的多物理量耦合作用的分析，沒(méi)有現(xiàn)成的商業(yè)軟件可直接解決這個(gè)問(wèn)題，計(jì)算難度相當(dāng)大，因此對(duì)該問(wèn)題的研究并不多見(jiàn)[41]。因而開(kāi)展對(duì)機(jī)械密封在彈

3、流潤(rùn)滑微極流場(chǎng)混合摩擦的研究有著重要的實(shí)際意義。 另外，防漏問(wèn)題是機(jī)械密封的根本，泄漏量的計(jì)算顯得尤為重要，所以對(duì)密封間隙的流場(chǎng)的研究具有現(xiàn)實(shí)意義。在考慮彈性微極流體效應(yīng)下，油膜厚度和摩擦系數(shù)均有較大數(shù)值，這表明微極流體效應(yīng)可以增加潤(rùn)滑膜的承載能力和液體的粘度。而泄漏量較小，這表明微極流體潤(rùn)滑的密封性能好，且與工程實(shí)際泄漏量相吻合。利用微極流體理論可以很好地預(yù)期薄膜潤(rùn)滑的特性，在考慮微極性情況下油膜厚度大于彈流理論預(yù)期值。有序分