端面激光微造型机械密封性能研究
发布时间：2021-10-05 01:27
机械密封是流体机械和动力机械的重要装置之一,摩擦副的接触端面是机械密封的主要密封端面,是决定其密封性能的关键,同时也是决定机械密封的摩擦磨损和工作寿命的关键。为了改善机械密封端面摩擦副的润滑状况,提高密封性能,人们将表面造型技术应用于机械密封,在密封端面加工各种形状的几何形貌,以产生动压效应和泵送效应,以此减小机械密封的摩擦磨损和泄漏量,替代普通机械密封应用于高参数及危险性的恶劣工况。本文从摩擦润滑理论和粘性流体力学角度分析了端面造型机械密封的内部流动。由连续性方程和动量方程出发,推导了适用于机械密封流体动压润滑的雷诺方程,并分析了各项对动压效应产生的意义。应用CFD软件Fluent对特定槽型参数的端面螺旋槽造型机械密封的端面内流场进行了数值模拟,结果显示,对于特定槽型参数的螺旋槽端面密封存在一定的适用工况范围。首次建立了螺旋槽与微凹腔端面造型的几何模型,并对其流场进行了数值计算,结果表明,端面微凹腔造型能产生较高的端面动压效应,减小端面剪切力,有效降低摩擦副的摩擦磨损,且微凹腔呈辐射状分布在堰区时,能够在降低加工成本的同时获得良好的润滑效果。对端面无造型、微凹腔造型、螺旋槽造型、螺旋...
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型机械密封结构形式
…︸\入趣蒸知亘螺旋槽密封堰密封坝口耳胜习一厂图2一1螺旋槽机械密封的端面结构图2一2端面规则微凹腔造型的机械密封近几年对于微凹腔端面造型的研究也越来越深入。微凹腔端面造型是指在其中一个密封环端面上用激光加工出均匀分布的规则微凹腔。如图2一2所示，其动环为普通的未经激光加工的密封环，在静环端面上均匀分布激光加工的规则微凹腔。当动环相对静环旋转时，会在微凹腔上及其周围区域产生流体动压效应，提供了使两环分离的承载力，使密封面形成非接触。根据机械密封的使用性能的要求，并基于内流场计算和流体动压润滑理论，本文在密封环端面设置具有一定螺旋角度、娜级深度、分布间距、几何形貌的宏观泵送槽的同时，在密封堰区域设置具有一定分布密度、四级直径、娜级深度的微观凹腔。图2一3所示为螺旋槽与微凹腔组合形貌的机械密封端面结构示意图，此机械密封在工作条件下
机械密封端面结构示意图产x图2一4润滑膜的简化儿何模型2.2物理模型针对端面螺旋槽机械密封，螺旋槽的深度为微米级，机械密封摩擦副端面间的距离也是微米级，所以其内部的流动为微间隙内的流动，对微间隙内流动的不可压缩流体，建立图2一2所示的几何模型，:=0处表示静环端面，z一h(x，户处表示动环端面。对端面内的流体作如下假设:1)忽略体积力的作用，如重力;2)为牛顿流体
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋槽气体端面密封稳定性分析[J]. 卢宁,郝木明. 通用机械. 2008(08)
[2]基于Labview的机械密封试验数据采集系统[J]. 刘其和,孙见君,魏龙. 润滑与密封. 2008(07)
[3]新型零泄漏非接触式机械密封及其激光表面微造型跨尺度加工工艺研究[J]. 符永宏,纪敬虎,杨超君,华希俊,蔡兰. 润滑与密封. 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]螺旋槽机械密封的改进设计(英文)[J]. 周剑锋,顾伯勤,陈晔. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(04)
[6]激光加工锥形凹腔非接触机械密封端面密封性能的数值分析[J]. 王霄,刘长京,刘会霞,蔡兰,朱剑英. 润滑与密封. 2006(12)
[7]流体动力润滑螺旋槽非接触机械密封的发展及应用[J]. 徐万福,耿彬,谷霞,刘雨川,沈心敏. 润滑与密封. 2006(11)
[8]零泄漏上游泵送机械密封机理、应用及展望[J]. 戴路玲,顾海明. 通用机械. 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]发动机气缸表面规则微观形貌的激光加工研究[J]. 符永宏,陈志焕,陶根宁,戴金跃,王霄. 应用激光. 2006(04)
硕士论文
[1]机械密封环表面结构形貌的设计与制造机理研究[D]. 纪敬虎.江苏大学 2008
本文编号：3418725
【文章来源】：江苏大学江苏省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
典型机械密封结构形式
…︸\入趣蒸知亘螺旋槽密封堰密封坝口耳胜习一厂图2一1螺旋槽机械密封的端面结构图2一2端面规则微凹腔造型的机械密封近几年对于微凹腔端面造型的研究也越来越深入。微凹腔端面造型是指在其中一个密封环端面上用激光加工出均匀分布的规则微凹腔。如图2一2所示，其动环为普通的未经激光加工的密封环，在静环端面上均匀分布激光加工的规则微凹腔。当动环相对静环旋转时，会在微凹腔上及其周围区域产生流体动压效应，提供了使两环分离的承载力，使密封面形成非接触。根据机械密封的使用性能的要求，并基于内流场计算和流体动压润滑理论，本文在密封环端面设置具有一定螺旋角度、娜级深度、分布间距、几何形貌的宏观泵送槽的同时，在密封堰区域设置具有一定分布密度、四级直径、娜级深度的微观凹腔。图2一3所示为螺旋槽与微凹腔组合形貌的机械密封端面结构示意图，此机械密封在工作条件下
机械密封端面结构示意图产x图2一4润滑膜的简化儿何模型2.2物理模型针对端面螺旋槽机械密封，螺旋槽的深度为微米级，机械密封摩擦副端面间的距离也是微米级，所以其内部的流动为微间隙内的流动，对微间隙内流动的不可压缩流体，建立图2一2所示的几何模型，:=0处表示静环端面，z一h(x，户处表示动环端面。对端面内的流体作如下假设:1)忽略体积力的作用，如重力;2)为牛顿流体
【参考文献】：
期刊论文
[1]螺旋槽气体端面密封稳定性分析[J]. 卢宁,郝木明. 通用机械. 2008(08)
[2]基于Labview的机械密封试验数据采集系统[J]. 刘其和,孙见君,魏龙. 润滑与密封. 2008(07)
[3]新型零泄漏非接触式机械密封及其激光表面微造型跨尺度加工工艺研究[J]. 符永宏,纪敬虎,杨超君,华希俊,蔡兰. 润滑与密封. 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]螺旋槽机械密封的改进设计(英文)[J]. 周剑锋,顾伯勤,陈晔. Chinese Journal of Chemical Engineering. 2007(04)
[6]激光加工锥形凹腔非接触机械密封端面密封性能的数值分析[J]. 王霄,刘长京,刘会霞,蔡兰,朱剑英. 润滑与密封. 2006(12)
[7]流体动力润滑螺旋槽非接触机械密封的发展及应用[J]. 徐万福,耿彬,谷霞,刘雨川,沈心敏. 润滑与密封. 2006(11)
[8]零泄漏上游泵送机械密封机理、应用及展望[J]. 戴路玲,顾海明. 通用机械. 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]发动机气缸表面规则微观形貌的激光加工研究[J]. 符永宏,陈志焕,陶根宁,戴金跃,王霄. 应用激光. 2006(04)
硕士论文
[1]机械密封环表面结构形貌的设计与制造机理研究[D]. 纪敬虎.江苏大学 2008
本文编号：3418725
本文链接：https://www.wllwen.com/jixiegongchenglunwen/3418725.html
