端面微孔機(jī)械密封是近年來出現(xiàn)的一種新型機(jī)械密封技術(shù)，它是在普通機(jī)械密封的端面上加出微米級的小坑孔，具有良好的潤滑性能和密封性能。然而，目前大部分的研究都是針對端面全部開孔的情況，并且對動力學(xué)的研究尚未見報道。端面部分微孔機(jī)械密封是一種很有前途的機(jī)械密封，它既具有端面微孔機(jī)械密封潤滑性能好的特點(diǎn)，又能克服泄漏量大的缺點(diǎn)。本文從端面部分微孔機(jī)械密封端面間的流體動力學(xué)分析入手，采用有限差分?jǐn)?shù)值計算方法，深入研究了密封端面間的壓力分布以及結(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)對密封性能的影響。在此基礎(chǔ)上，建立了密封系統(tǒng)受到軸向擾動時的振動模型，研究了該類機(jī)械密封在受到微小軸向擾動時靜環(huán)和端面間液膜的變化規(guī)律。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 1．建立了端面部分微孔機(jī)械密封端面間流體動力學(xué)分析模型，根據(jù)對稱性的特點(diǎn)，一個孔欄上的液膜壓力分布可表征整個密封面上的液膜壓力。通過對密封操作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的無量綱化，得到了無量綱形式的穩(wěn)態(tài)液膜壓力控制方程及其邊界條件。 2．采用有限差分法對得到的無量綱穩(wěn)態(tài)液膜壓力控制方程進(jìn)行求解，運(yùn)用VB語言編制了求解計算程序，并利用Matlab軟件顯示端面間的液膜壓力分布。 3．利用編制的程序?qū)Y(jié)構(gòu)參數(shù)和操作參數(shù)影響端面部分開孔機(jī)械密封性能的規(guī)律進(jìn)行了深入的分析和研究，得到如下具體結(jié)果：(1)微孔密度在0.2左右、深徑比在0.02左右時端面的平均壓力值最大；(2)．幾何參數(shù)微孔密度、深徑比、端面開孔區(qū)的寬度與密封環(huán)寬度的比值分別在0.2左右、0.015～0.02、0.5～0.6范圍內(nèi)密封性能比較好；(3)當(dāng)轉(zhuǎn)速、粘度分別大于2000r／min、0.015Pa．s時密封性能較好；(4)與端面全開孔的情況對比，發(fā)現(xiàn)雖然開啟力、液膜剛度都稍小一些，但在泄漏率方面要比全開孔的情況小很多。 4．建立了密封的軸向振動模型，并對模型進(jìn)行解析求解。得出密封系統(tǒng)受到強(qiáng)迫振動時，密封環(huán)和液膜間隙的變化規(guī)律。在計算密封環(huán)的運(yùn)動規(guī)律時，對考慮液膜阻尼和不考慮液膜阻尼兩種情況作了對比分析，計算結(jié)果表明，在分析液膜軸向強(qiáng)迫振動時，由于液膜的阻尼系數(shù)比氣膜的大很多，所以不能忽略液膜阻尼的影響，還發(fā)現(xiàn)盡管擾動振幅達(dá)到了300微米，液膜的變化量最大值不超過0.5微米。
【學(xué)位單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2007
【中圖分類】：TH136
【部分圖文】：

償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置〔’]，是流體機(jī)械旋轉(zhuǎn)軸密封最為主要的類型，使用量很大，應(yīng)用面很廣。圖1.1為最常見的普通機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，它主要由靜環(huán)、動環(huán)和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)(彈簧)等組成。靜環(huán)靜止不動，而動環(huán)隨旋轉(zhuǎn)軸一起回轉(zhuǎn)并與靜環(huán)緊密貼合以阻止密封介質(zhì)的泄漏。動環(huán)和靜環(huán)端面作相對滑動，由于密封端面間的互相摩擦必然會產(chǎn)生磨損，此時動環(huán)由于補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的作用可以作軸密封端面間的良好接觸，以保證流體不會從密封端面泄向移動，從而保持漏。另外，輔助密封圈與其接觸部分無相對運(yùn)動，屬于靜密封，施加一定預(yù)緊力可保證各密封點(diǎn)緊密不漏。入 入入入 入 \\\\/、一}}}一一「 「「「一一T一 ]]]1.動環(huán)座;2.彈簧;3、4動環(huán)輔助密封圈;5.動環(huán);6.靜環(huán);7.靜環(huán)輔助密封圈圖1.1機(jī)械密封基本結(jié)構(gòu)由于機(jī)械密封具有密封性能良好、工作可靠、泄漏量小、使用壽命長、功率消耗少、對軸或軸套幾乎無磨損，抗震性強(qiáng)等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用于泵、壓縮機(jī)、攪拌反應(yīng)釜、攪拌器、轉(zhuǎn)盤塔等旋轉(zhuǎn)機(jī)械上

摩擦功耗又遠(yuǎn)低于普通機(jī)械密封。綜上所述可知螺旋槽的研究及應(yīng)用己經(jīng)相當(dāng)成熟且密封性能也比較好，但是其制造成本比較高、.計算雜，一直以來，各國研究都想研究出一種新型的機(jī)械封使其成本降低，計算簡便。近年來提出了一種機(jī)械封—端面微孔機(jī)械密封，它制造成本低、計算簡便，密封性能能滿足要求。圖1.IOY字3端面微孔機(jī)械密封國內(nèi)外研究進(jìn)展3.1端面微孔機(jī)械密封的理論研究進(jìn)展端面微孔機(jī)械密封是在普通機(jī)械密封的端面上加工出微米級的小坑孔端面微孔機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)可分為兩大類:一類是整個靜環(huán)端面或動環(huán)端，如圖1.11所示;另一類是僅在部分端面區(qū)域加工微孔，如圖1.12所

端面微孔機(jī)械密封是在普通機(jī)械密封的端面上加工出微米級的小坑孔。目前常見的端面微孔機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)可分為兩大類:一類是整個靜環(huán)端面或動環(huán)端面均加工微孔，如圖1.11所示;另一類是僅在部分端面區(qū)域加工微孔，如圖1.12所示圖1.fl端面全開孔圖1.12端面部分開孔端面微孔機(jī)械密封最早的理論研究源于1989、1990[72， 73]年Kanenko關(guān)于多孔材

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本文編號：2826329