大型电机滑动轴承迷宫密封抗负压特性研究

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1、学校代号10530学号201230071576分类号TB42密级公开硕士学位论文大型电机滑动轴承迷宫密封抗负压特性研究学位申请人李益辉指导教师张高峰学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向先进制造工艺、工具及装备二零一五年六月五日湘巧大学学位论文原御性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研巧成果。除了文中特别加标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中＾＾明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人

2、承担。’ｉｓ曰期皮年＾月矣曰作者签名；乐藻掌：＞学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湘潭大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可ｔｕ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。涉密论文按学校规定处理。：茄日作者签名日期／ｙ年＾月＾导师签名曰期：又公年６月会曰１Researchthecharacteristicsofthelargemo

3、torslidingbearinglabyrinthsealresistingnegativepressureCandidateLiYihuiSupervisorProf.ZhanggaofengCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationAdvancedmanufacturingtechnology、tools&equipmentDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversit

4、yDateJune,2015湘潭大学硕士学位论文摘要迷宫密封为非接触式密封，有效的避免了转子与定子的相互接触与摩擦，且密封性能稳定，使用寿命长，已广泛应用于大型电机、压缩机、鼓风机等旋转机器中。随着国家经济的发展与能源政策的实施，水泥、矿山、钢铁和电力等行业的设备都朝着大型化方向发展，大型电机的需求也越逐步增多。然而由于大型电机内部冷却风扇的作用，在滑动轴承端面形成较大的局部负压，导致滑动轴承腔室内润滑油发生抽吸泄漏，轴承腔室内润滑油在负压的作用下沿轴向电机内侧爬升，电机长期运行中，润滑油被吸附在电机定子线圈上，导致线圈端部绝缘层被破坏，电机安

5、全运行无法得到保障。为保证电机系统的工作可靠性，对电机端面滑动轴承密封的抗负压能力提出了更高的要求。目前滑动轴承在工作时经常出现因负压而导致润滑油泄漏问题，因此需要对它的密封结构抗负压进行深入研究。本文的主要工作如下：(1)对已有的迷宫密封泄漏经典计算公式进行简要的介绍，并提出适用于迷宫密封引正压气流的迭代计算方法。(2)以电机用滑动轴承端面迷宫密封为研究对象，建立直通式迷宫密封三维有限元计算模型。运用CFD流体计算软件Fluent对迷宫腔室中流场、压力场以及泄漏特性进行了研究。通过控制单一变量法，对迷宫密封进行多组数据仿真分析，得出了外部负压

6、、转速和迷宫几何尺寸等因素对迷宫密封腔室压力以及泄漏量的影响。在仿真分析基础上，进一步对直通迷宫密封结构抗负压优化设计，进行直通迷宫密封引入正压气流仿真分析，得出引正压气流对密封泄漏量的影响，为电机用直通迷宫密封结构设计提供理论计算依据。(3)针对电机用滑动轴承端面密封因负压而漏油现象，分析其漏油原因，结合不同密封结构原理以及各因素对密封性能的影响，搭建一套可以模拟不同负压、不同转速、引正压等工况的工作试验台。通过试验，探究了密封结构的抗负压性能，以及对迷宫密封抗负压的优化试验，验证了直通迷宫密封引正压优化设计的合理性。关键词：电机滑动轴承；迷

7、宫密封；抗负压；数值仿真；试验研究I湘潭大学硕士学位论文AbstractLabyrinthsealisakindofnon-contactsealwhichcaneffectivelyavoidthecontactandfrictionbetweenrotorandstator,whichalsohasstablesealingperformanceandlongservicelife.Ithasbeenwidelyusedinrotatingmachinerysuchaslargemotor,compressorandblower.Witht

8、hedevelopmentofnationaleconomyandtheimplementationofenergypolicy,theequipme