轴承腔环瓣式浮环密封摩擦热分析

发布时间：2020-12-06 23:49

　　针对航空发动机轴承腔高转速、变压差下的摩擦生热问题,对环瓣式浮环密封的主要参数进行了研究。采用ANSYS有限元软件,建立了密封摩擦发热以边界条件施加的热模型;基于Fluent建立了跑道散热流固热耦合模型,研究了不同阻封气温度、冷却油流量下跑道的温度变化,模拟了温度分布及冷却油散热效果,得出了影响密封发热的主要因素。研究结果表明:密封摩擦发热会引起局部温度过高,产生不均匀热应力导致密封面变形,增大泄漏量,压差、转速等对密封摩擦发热影响很大,应通过减小关闭压力的方式来减少密封的发热;冷却液的冷却效果与跑道的生热量存在极限值,继续增加供油量不会提高跑道的降温效果;该结果可为轴承腔环瓣式浮环密封的摩擦过程研究提供参考。 

【文章来源】：机电工程. 2020年09期 第1032-1038页 北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

环瓣式浮环密封结构图

跑道散热有限元模型及边界如图2所示。由图2中可看到:基于有限元模型,在摩擦生热工况下,跑道外侧通过施加相应的边界条件模拟实际工况,与密封环接触的跑道面施加密封环摩擦发热量,分析密封结构参数、工况参数、摩擦系数对密封发热的影响。

不同阻封气温度在通油时的跑道散热温度分布云图如图3所示。从图3可以看出:跑道内侧喷油可以明显降低跑道温度,尤其是轴承腔低压侧跑道的温度;同时,在高转速下,高温阻封气对跑道的温度分布影响也很大。

【参考文献】：
期刊论文
[1]泵用干运转机械密封的设计和试验研究[J]. 吴兆山,郑国运,李香,姚黎明,丁思云,李鲲.  流体机械. 2019(11)
[2]航空发动机密封技术研究[J]. 王泓然,张栋善.  科学咨询(科技·管理). 2018(06)
[3]航空轴承技术现状与发展[J]. 马芳,刘璐.  航空发动机. 2018(01)
[4]直升机传动系统圆周密封技术研究[J]. 王莹.  机械工程师. 2018(02)
[5]石墨圆周密封热-结构耦合分析[J]. 闫玉涛,张博,胡广阳,赵中强.  航空动力学报. 2018(02)
[6]核级石墨密封垫片应力补偿机理研究[J]. 吴延泽,周先军,吉日木图,刁晓勇,程增康,黄志强.  压力容器. 2017(11)
[7]石墨密封材料高温摩擦磨损行为及预测[J]. 闫玉涛,李雪娟,胡广阳,胡添琪,孙志礼.  航空动力学报. 2014(02)
[8]航空发动机主轴轴承润滑与冷却技术研究[J]. 王振岭,葛泉江,林国昌.  航空发动机. 2012(03)
[9]石墨密封材料润滑膜形成规律及摩擦磨损研究[J]. 胡亚非,王启立,刘颀,熊建军.  中国矿业大学学报. 2010(02)
[10]浅槽环瓣型浮动环密封的性能分析[J]. 王飞,刘向锋,刘莹.  润滑与密封. 2005(06)

硕士论文
[1]高速干摩擦波纹管氦气机械密封性能研究[D]. 孙宪栋.北京化工大学 2018
[2]航空发动机圆周密封环热—结构分析[D]. 郑利胜.东北大学 2013
[3]新型浅槽环瓣型浮动环密封综合性能分析及软件开发[D]. 苏令.清华大学 2006



本文编号：2902218