迷宫密封技术数值仿真及试验研究

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1、学校代号10530学号201230071652分类号TH132密级公开硕士学位论文迷宫密封技术数值仿真及试验研究学位申请人邓小芬指导教师杨世平副教授学院名称机械工程学院学科专业机械工程研究方向机械设计及理论二零一五年六月ResearchonNumericalSimulationandExperimentofLabyrinthSealCandidateDengXiaoFenSupervisorAssociateProfessor.YangShipingCollegeSchoolofMechanical

2、EngineeringProgramMechanicalEngineeringSpecializationMechanicalDesignandTheoryDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2015湘潭大学学位论文原创性声明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得的研究成果。除了文中特别加Ｗ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

3、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由本人承担。作者签名：日期：＞反年（月日７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，可采用影印、缩印或巧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。作者签名：於。、满

4、日期：长年＾月７日导师签名；日期；１／月日＿Ｗ许７湘潭大学硕士学位论文摘要传动装置作为重要传递部件，被广泛应用到各个领域中。其密封结构多采用的是自紧油封密封，在使用过程中，由于高速旋转存在摆差，油封中的油唇磨损严重，易出现润滑油外漏的现象。润滑油的泄漏或被杂质所污染，使装置内的轴承和齿轮因缺油或润滑油使用性能降低而损坏。为保证正常工作，油封密封经常需要更换，并且更换时需停机拆卸，较复杂，大量耗费人力物力。为保证高效工作，需改进密封结构，在该部分采用非接触式的迷宫密封，能减少磨损，降低运行和维

5、护成本。故非接触式的迷宫密封适用于不宜采用自紧油封密封的特殊场合。然而，迷宫密封的转子与静止部件之间如若匹配不合理，会损伤密封件，增加泄漏量，导致更严重的损失。因此深入研究迷宫密封机理，合理设计迷宫密封结构，对于减少泄漏量实现密封来说非常重要。本文以轮边减速器迷宫密封为研究对象，采用Egli、Kearton、Vermes和迭代计算法这四种迷宫密封泄漏量计算方法，计算轮边减速器迷宫密封的泄漏量。另外，采用数值分析方法对迷宫密封的泄漏量进行分析。通过分析迷宫密封的流场分析方法，建立错列式迷宫通道的三维模

6、型。在ANSYS软件建模、使用ICEM-CFD模块划分网格和设置边界条件，运用流体分析模块Fluent对迷宫空腔中的流场和泄漏特性进行研究。通过单一变量法进行数值模拟，得出温度、进出口压比、润滑油粘度、转速和迷宫几何尺寸等因素对迷宫密封泄漏量的影响。研究表明：泄漏量随着润滑油粘度的减小而增大；与压比成正比，而受转速的影响非常小；随着间隙的增加而增加；在一定范围内增大空腔深度能有效减小泄漏量，而随着空腔宽度在一定范围内增大泄漏量几乎没有影响，如继续扩大空腔深度或宽度，都会导致泄漏量增大，且存在一个最佳

7、深宽比值。此外，为了验证数值分析的准确性，搭建了一套可以模拟轮边减速器工作状态下的试验台。在不同转速、密封齿间隙和润滑油高度等条件下，对迷宫密封进行相应的试验验证，将理论和实验结合起来，分析一系列不同条件状态下的泄漏量，观察和记录数据，验证了数值计算方法的可行性和所设计的迷宫密封结构的合理性。为迷宫密封方面的设计提供了参考依据。关键词：油封；迷宫密封；泄漏量；数值分析；流场I湘潭大学硕士学位论文AbstractTransmissionasimportantcomponents,ithasbeenwi

8、delyappliedtovariousfield.Andmostofthegearbox’ssealingstructureuseself-tighteningoilseal.Becausehigh-speedrotatingresultsinrun-outerrors,theoilseallipoftheoilsealwearsseriouslyinusingprocess.It’seasyfortheleakageoflubricantstoappear.And