基于雙向雙列菱形孔織構(gòu)端面流體密封的理論控制模型,采用有限元分析的方法研究菱形孔結(jié)構(gòu)、排布方式和工況參數(shù)對(duì)密封性能的影響規(guī)律,研究菱形孔雙向泵送作用對(duì)機(jī)械密封動(dòng)壓潤(rùn)滑性能影響規(guī)律及內(nèi)在運(yùn)行機(jī)制。結(jié)果表明:隨外壓增大,內(nèi)外徑處的壓差逐漸增強(qiáng),開啟力和泄漏率逐漸增大,液膜剛度是先減再增而后減小;隨轉(zhuǎn)速增加,開啟力、液膜剛度和泄漏率均呈快速增大的變化趨勢(shì);隨著基礎(chǔ)膜厚增大,開啟力、液膜剛度先快后緩慢減小,而泄漏率則迅速增加;端面加工出的雙向雙列菱形孔織構(gòu)可將間隙內(nèi)流體進(jìn)行回吸,從而減少泄漏率,提高了端面間隙的潤(rùn)滑性能,通過排布形式各異的菱形孔及結(jié)構(gòu)參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)密封特性的提升。

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【部分圖文】：

圖1 端面菱形孔分布示意

式中:nr2、nr1為沿徑向方向上內(nèi)、外孔環(huán)帶單列孔的孔數(shù)。1.2理論模型

圖2 文中算法和文獻(xiàn)[26]得到的 圓形微孔織構(gòu)壓力分布比較

采用文獻(xiàn)[26]的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算對(duì)比,驗(yàn)證文中程序算法的正確性。根據(jù)文獻(xiàn)[26],在圓形微孔織構(gòu)的半徑為37.5μm,孔深h0=4μm,內(nèi)、外壓差均為0.1MPa,轉(zhuǎn)速為300r/min的條件下進(jìn)行壓力場(chǎng)的迭代計(jì)算。如圖2所示,文中程序計(jì)算所得空化區(qū)域以及壓力分布云圖與文獻(xiàn)....

圖3 不同外壓下端面間壓力分布

圖3所示為其他參數(shù)不變而po發(fā)生變化時(shí)端面間的膜壓分布規(guī)律。可知,在運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中,由于端面織構(gòu)孔的存在,在孔區(qū)部位產(chǎn)生了很強(qiáng)的動(dòng)壓效應(yīng),周期性均勻排布的雙向菱形孔使得端面間的液膜壓場(chǎng)出現(xiàn)了相對(duì)應(yīng)的周期性波動(dòng)變化;與轉(zhuǎn)速方向一致的菱形孔一端出現(xiàn)壓力谷值并呈顯出空化現(xiàn)象,背離轉(zhuǎn)速方向....

圖4 po對(duì)密封性能參數(shù)的影響

圖4所示為其他參數(shù)不變時(shí)密封性能參數(shù)隨po變化而變化的曲線圖和柱狀圖。由圖4(a)知,隨著外壓po的不斷增大,開啟力Fo和泄漏率Q均呈現(xiàn)出逐漸增大的變化趨勢(shì),其中Fo隨po的變化基本上呈線性規(guī)律均勻上升變化,而Q是先緩慢增加而后快速呈線性增大。這表明隨著靜壓差的不斷增大,初期階段....

本文編號(hào)：4034774