资源描述：
《激光加工多孔端面非接触机械密封的性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、20FLUIDMACHINERYVol133,No11,2005文章编号:1005—0329(2005)01—0020—05激光加工多孔端面非接触机械密封的性能研究123于新奇,刘美红,蔡仁良(11河北科技大学,河北石家庄050054;21昆明理工大学,云南昆明650093;31华东理工大学,上海200237)摘 要:建立了激光加工多孔端面机械密封的计算模型,采用有限差分法求解雷诺方程,获得在不同操作工况和表面微孔结构参数下密封面的无量纲压力分布,进而得到了产生最大端面压力时的优化结构参数,且与Etsion等研究的试验结果较为一致。分析结果表明密封面上的微孔可产
2、生明显的动压效应。关键词:机械密封;激光加工;有限差分法;动压效应中图分类号:TH136文献标识码:AStudyonPerformanceofNon2connectingMechanicalSealswithLaser2TexturedMicro2poreFace123YUXin2qi,LIUMei2hong,CAIRen2liang(11HebeiUniversityofScience&Technology,Shijiazhuang050054,China;2.KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming650
3、093,China;3.EastChinaUniversityofScienceandTechnology,Shanghai200237,China)Abstract:Acalculationmodelisdevelopedformechanicalsealswithalaser2texturedmicro2poreface.Thedimensionlesshydrody2namicpressuredistributiononthesealfaceatvariousoperationconditionsandmicro2poregeometryparameter
4、sisobtainedfromasolutionofthereynoldsequationbyfinitedifferencemethod.Micro2poregeometryparameterscanbeoptimizedandconsistentwithexperimentalresults.Resultsofparametricstudydemonstratethatsubstantialhydrodynamiceffectcanbeproducedonthesealfacewithmicro2pores.Keywords:mechanicalseals;
5、lasertexturing;finitedifferencemethod;hydrodynamiceffect1 引言2 分析模型激光加工多孔端面机械密封为非接触型机械激光加工多孔端面非接触机械密封有两个相密封。试验研究表明,当端面载荷、转速相同时,对旋转的非接触密封环,动环为普通平密封面,而多孔端面机械密封环之间的间隙总是大于普通接静环的环形密封面上均匀分布着球形微孔,如图触式机械密封环之间的间隙,且多孔端面机械密1所示。[1]封可有效地提高机械密封的PV值。激光加工多孔端面机械密封已成功地应用于石化厂的输送[2]泵中,密封效果令人满意,其端面温升、摩擦力矩
6、及摩擦系数均远低于普通接触式机械密封,说[3]明密封端面间存在明显的动压效应。Etsion分析了半球形微孔对动压效应的影响,且采用有限元法对圆轴表面刻槽气体密封进[4,5]行了动压效应分析。本文建立了激光加工多孔端面机械密封分析模型,采用有限差分法进行数值计算,研究微孔对密封端面间动压效应的影图1 具有微孔的密封副响。收稿日期:2003—10—30修稿日期:2004—02—26©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.2005年第33卷第1期 流 体 机 械
7、 21 激光加工密封面的几何形状如图2所示。微个扇形孔栏即可认为是微孔均匀分布的矩形孔栏孔的半径为rp,呈放射状分布于环形密封表面,(如图2(b)所示),且建立坐标系,圆周方向为x每一组径向微孔称为一个孔栏,如图2(a)所示。轴,半径方向为z轴。由于密封环的宽度相对于半径很小,可忽略曲率每个孔位于假想的边长为2r1×2r1控制单--的影响,因此,认为孔栏的两个径向边界可相互平元的中央,如图2(c)所示,图中x和z为以微孔中行;由于孔栏内外周边圆弧的长度只是密封环周心为原点的局部坐标轴,则有:长的很小一部分,所以可认为孔栏的内外周向边r
8、pπ1/2r1=()(1
