機(jī)械密封是流體機(jī)械和動(dòng)力機(jī)械的重要裝置之一,摩擦副的接觸端面是機(jī)械密封的主要密封端面,是決定其密封性能的關(guān)鍵,同時(shí)也是決定機(jī)械密封的摩擦磨損和工作壽命的關(guān)鍵。為了改善機(jī)械密封端面摩擦副的潤(rùn)滑狀況,提高密封性能,人們將表面造型技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械密封,在密封端面加工各種形狀的幾何形貌,以產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)和泵送效應(yīng),以此減小機(jī)械密封的摩擦磨損和泄漏量,替代普通機(jī)械密封應(yīng)用于高參數(shù)及危險(xiǎn)性的惡劣工況。本文從摩擦潤(rùn)滑理論和粘性流體力學(xué)角度分析了端面造型機(jī)械密封的內(nèi)部流動(dòng)。由連續(xù)性方程和動(dòng)量方程出發(fā),推導(dǎo)了適用于機(jī)械密封流體動(dòng)壓潤(rùn)滑的雷諾方程,并分析了各項(xiàng)對(duì)動(dòng)壓效應(yīng)產(chǎn)生的意義。應(yīng)用CFD軟件Fluent對(duì)特定槽型參數(shù)的端面螺旋槽造型機(jī)械密封的端面內(nèi)流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬,結(jié)果顯示,對(duì)于特定槽型參數(shù)的螺旋槽端面密封存在一定的適用工況范圍。首次建立了螺旋槽與微凹腔端面造型的幾何模型,并對(duì)其流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算,結(jié)果表明,端面微凹腔造型能產(chǎn)生較高的端面動(dòng)壓效應(yīng),減小端面剪切力,有效降低摩擦副的摩擦磨損,且微凹腔呈輻射狀分布在堰區(qū)時(shí),能夠在降低加工成本的同時(shí)獲得良好的潤(rùn)滑效果。對(duì)端面無(wú)造型、微凹腔造型、螺旋槽造型、螺旋... 

【文章來(lái)源】：江蘇大學(xué)江蘇省

【文章頁(yè)數(shù)】：70 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

典型機(jī)械密封結(jié)構(gòu)形式

…︸\入趣蒸知亙螺旋槽密封堰密封壩口耳勝習(xí)一廠圖2一1螺旋槽機(jī)械密封的端面結(jié)構(gòu)圖2一2端面規(guī)則微凹腔造型的機(jī)械密封近幾年對(duì)于微凹腔端面造型的研究也越來(lái)越深入。微凹腔端面造型是指在其中一個(gè)密封環(huán)端面上用激光加工出均勻分布的規(guī)則微凹腔。如圖2一2所示，其動(dòng)環(huán)為普通的未經(jīng)激光加工的密封環(huán)，在靜環(huán)端面上均勻分布激光加工的規(guī)則微凹腔。當(dāng)動(dòng)環(huán)相對(duì)靜環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，會(huì)在微凹腔上及其周?chē)鷧^(qū)域產(chǎn)生流體動(dòng)壓效應(yīng)，提供了使兩環(huán)分離的承載力，使密封面形成非接觸。根據(jù)機(jī)械密封的使用性能的要求，并基于內(nèi)流場(chǎng)計(jì)算和流體動(dòng)壓潤(rùn)滑理論，本文在密封環(huán)端面設(shè)置具有一定螺旋角度、娜級(jí)深度、分布間距、幾何形貌的宏觀泵送槽的同時(shí)，在密封堰區(qū)域設(shè)置具有一定分布密度、四級(jí)直徑、娜級(jí)深度的微觀凹腔。圖2一3所示為螺旋槽與微凹腔組合形貌的機(jī)械密封端面結(jié)構(gòu)示意圖，此機(jī)械密封在工作條件下

機(jī)械密封端面結(jié)構(gòu)示意圖產(chǎn)x圖2一4潤(rùn)滑膜的簡(jiǎn)化兒何模型2.2物理模型針對(duì)端面螺旋槽機(jī)械密封，螺旋槽的深度為微米級(jí)，機(jī)械密封摩擦副端面間的距離也是微米級(jí)，所以其內(nèi)部的流動(dòng)為微間隙內(nèi)的流動(dòng)，對(duì)微間隙內(nèi)流動(dòng)的不可壓縮流體，建立圖2一2所示的幾何模型，:=0處表示靜環(huán)端面，z一h(x，戶處表示動(dòng)環(huán)端面。對(duì)端面內(nèi)的流體作如下假設(shè):1)忽略體積力的作用，如重力;2)為牛頓流體

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]螺旋槽氣體端面密封穩(wěn)定性分析[J]. 盧寧,郝木明.  通用機(jī)械. 2008(08)
[2]基于Labview的機(jī)械密封試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J]. 劉其和,孫見(jiàn)君,魏龍.  潤(rùn)滑與密封. 2008(07)
[3]新型零泄漏非接觸式機(jī)械密封及其激光表面微造型跨尺度加工工藝研究[J]. 符永宏,紀(jì)敬虎,楊超君,華希俊,蔡蘭.  潤(rùn)滑與密封. 2008(01)
[4]CHARACTERISTCS OF FLUID FILM IN OPTIMIZED SPIRAL GROOVE MECHANICAL SEAL[J]. ZHOU Jianfeng GU Boqin College of Mechanical and Power Engineering,Nanjing University of Technology,Nanjing 210009,China.  Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2007(06)
[5]螺旋槽機(jī)械密封的改進(jìn)設(shè)計(jì)(英文)[J]. 周劍鋒,顧伯勤,陳曄.  Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(04)
[6]激光加工錐形凹腔非接觸機(jī)械密封端面密封性能的數(shù)值分析[J]. 王霄,劉長(zhǎng)京,劉會(huì)霞,蔡蘭,朱劍英.  潤(rùn)滑與密封. 2006(12)
[7]流體動(dòng)力潤(rùn)滑螺旋槽非接觸機(jī)械密封的發(fā)展及應(yīng)用[J]. 徐萬(wàn)福,耿彬,谷霞,劉雨川,沈心敏.  潤(rùn)滑與密封. 2006(11)
[8]零泄漏上游泵送機(jī)械密封機(jī)理、應(yīng)用及展望[J]. 戴路玲,顧海明.  通用機(jī)械. 2006(11)
[9]A NUMERICAL SIMULATION OF 3-D INNER FLOW IN UP-STREAM PUMPING MECHANICAL SEAL[J]. ZHANG Jin-feng, YUAN Shou-qi Research Center of Fluid Machinery Engineering and Technology, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China FU Yong-hong School of Mechanical Engineering, Jiangsu University, Zhenjiang 212013, China FANG Yu-jian School of Energy and Environment, Xihua University, Chengdu 610039, China.  Journal of Hydrodynamics（Ser.B）. 2006(05)
[10]發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸表面規(guī)則微觀形貌的激光加工研究[J]. 符永宏,陳志煥,陶根寧,戴金躍,王霄.  應(yīng)用激光. 2006(04)

碩士論文
[1]機(jī)械密封環(huán)表面結(jié)構(gòu)形貌的設(shè)計(jì)與制造機(jī)理研究[D]. 紀(jì)敬虎.江蘇大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3418725