氣體端面密封，又稱干氣密封，是近年來迅速發(fā)展起來的一種新型機械密封，可用來密封旋轉(zhuǎn)機械中的氣體或液體介質(zhì)。由于其具有優(yōu)良的密封性能，在離心式壓縮機等高速回轉(zhuǎn)設(shè)備上獲得了廣泛應(yīng)用，在泵、反應(yīng)釜等低速設(shè)備上也開始獲得應(yīng)用。在國內(nèi)，越來越多的單位開始對這種新型密封進行研究，但多數(shù)是針對高速工況。氣體潤滑機械密封廣泛應(yīng)用于低速工況是其發(fā)展的一個重要方向。機械密封運轉(zhuǎn)的動態(tài)特性及其穩(wěn)定性一直是國內(nèi)外研究的熱點和難點。目前國內(nèi)關(guān)于氣體端面密封低速運轉(zhuǎn)穩(wěn)定性問題，還沒有進行過系統(tǒng)的研究工作，在理論上進行研究的相關(guān)報道也很少。 針對這一問題，本文采用Muijderman的螺旋槽軸承窄槽理論，考慮氣體的可壓縮性，建立了對螺旋槽氣體端面密封運轉(zhuǎn)特性進行分析求解的數(shù)學(xué)模型，用C++語言編制了求解氣體流動控制方程的計算程序，研究了氣體在密封端面間的流動規(guī)律。在此基礎(chǔ)上編寫了在給定密封結(jié)構(gòu)參數(shù)以及膜厚和運轉(zhuǎn)速度等操作參數(shù)條件下求解氣膜開啟力、開啟轉(zhuǎn)速、平衡膜厚以及相應(yīng)氣膜剛度和泄漏量等密封性能參數(shù)的計算程序。 采用上述計算分析程序，通過大量的計算分析，對低速條件下螺旋槽氣體潤滑機械密封的幾何參數(shù)(螺旋角、槽深、槽數(shù)、槽寬、槽長)及操作參數(shù)(密封壓力、轉(zhuǎn)速、介質(zhì)粘度等)對各項密封性能參數(shù)(開啟力、泄漏率、氣膜剛度等)的影響規(guī)律進行了詳細(xì)研究，探討了密封的動態(tài)運轉(zhuǎn)特性。在此基礎(chǔ)上，進一步建立了密封受到軸向擾動時的動力學(xué)模型，研究了機械密封在受到微小軸向擾動時端面間氣膜的變化規(guī)律，找出了密封環(huán)軸向強迫振動時的振動規(guī)律，初步探討了密封的穩(wěn)定特性，為進一步開展氣膜潤滑機械密封的動力學(xué)特性分析提供了基礎(chǔ)，也為氣膜密封的設(shè)計和工業(yè)應(yīng)用提供了必要的理論依據(jù)。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2006
【中圖分類】：TH136
【部分圖文】：

氣膜機械密封又稱為氣體潤滑端面密封或干氣密封即“干運轉(zhuǎn)氣體密封”，是將開槽密封技術(shù)用于氣體密封的一種新型軸端密封，屬于非接觸密封。如圖2.1所示，與普通機械密封相比，干氣密封在結(jié)構(gòu)方面沒有很特別的地方，其主要區(qū)別在于:干氣密封的動環(huán)密封面上精加工有均勻分布淺槽，而且密封面寬度較大。干氣密封之所以能在非接觸狀態(tài)下運行就是靠這些淺槽產(chǎn)生流體動壓效應(yīng)與密封面分開。以螺旋槽氣膜密封為例，它由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、0形環(huán)、軸和組裝套等組成。動環(huán)表面精加工出一定數(shù)量的螺旋槽后研磨，密封面拋光，如圖2.2所示，螺旋槽開頭近似對數(shù)螺旋線，螺旋槽深度2.5一10聲m。為了使千氣密封在靜止?fàn)顟B(tài)和工作時的非接觸狀態(tài)下都能以最小的泄漏量實現(xiàn)對介質(zhì)的密封

下運行就是靠這些淺槽產(chǎn)生流體動壓效應(yīng)與密封面分開。以螺旋槽氣膜密封為例，它由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、0形環(huán)、軸和組裝套等組成。動環(huán)表面精加工出一定數(shù)量的螺旋槽后研磨，密封面拋光，如圖2.2所示，螺旋槽開頭近似對數(shù)螺旋線，螺旋槽深度2.5一10聲m。為了使千氣密封在靜止?fàn)顟B(tài)和工作時的非接觸狀態(tài)下都能以最小的泄漏量實現(xiàn)對介質(zhì)的密封，將其密封端面分為溝紋區(qū)(槽區(qū))和密封區(qū)(壩區(qū))兩部分，未開槽的壩區(qū)起密封作用，限%l]氣體向低壓側(cè)泄漏，而具有溝紋結(jié)構(gòu)的槽區(qū)則產(chǎn)生非接觸運轉(zhuǎn)時所必須的流體動壓力，從而實現(xiàn)密封端面的分開。為了獲得必要的泵送效應(yīng)，動壓槽必須開在高壓側(cè)。緩沖氣體(可以是經(jīng)過濾后的壓縮機出口氣、氮氣或惰性氣體)注入到密封裝置

圖2.1氣膜機械密封圖2.2螺旋槽端面示意圖圖2.3氣膜形成機理氣膜機械密封又稱為氣體潤滑端面密封或干氣密封即“干運轉(zhuǎn)氣體密封”，是將開槽密封技術(shù)用于氣體密封的一種新型軸端密封，屬于非接觸密封。如圖2.1所示，與普通機械密封相比，干氣密封在結(jié)構(gòu)方面沒有很特別的地方，其主要區(qū)別在于:干氣密封的動環(huán)密封面上精加工有均勻分布淺槽，而且密封面寬度較大。干氣密封之所以能在非接觸狀態(tài)下運行就是靠這些淺槽產(chǎn)生流體動壓效應(yīng)與密封面分開。以螺旋槽氣膜密封為例，它由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、0形環(huán)、軸和組裝套等組成。動環(huán)表面精加工出一定數(shù)量的螺旋槽后研磨，密封面拋光，如圖2.2所示，螺旋槽開頭近似對數(shù)螺旋線，螺旋槽深度2.5一10聲m。為了使千氣密封在靜止?fàn)顟B(tài)和工作時的非接觸狀態(tài)下都能以最小的

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本文編號：2819361