多孔端面气体密封无压开启特性的实验研究.pdf

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1、2010年8月润滑与密封Aug．2010第35卷第8期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．35No．8DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．08．003多子L端面气体密封无压开启特性的实验研究李叶枫盛颂恩白少先彭旭东(1．浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310032；2．浙江工业大学过程装备及其再制造教育部工程研究中心浙江杭州310032)摘要通过无压开启特性实验，对方向性多孔端面机械密封的动压效应进行研究。实验中采用2种不同结构端面，对不同转速工况下的密封开启气膜厚度和摩擦扭矩进行测量，对密封端面的动压开启

2、特性进行分析。结果表明：方向性微孔端面能够增大干式气体密封的动压开启力，保证机器启动时密封端面迅速打开，从而避免端面的接触磨损。关键词：方向微孔；气体密封；动压效应；开启力中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)8—008—4ExperimentalResearchofaHydrodynamicMulti．PoredFaceGasSealatZeroPressureLiYefengShengSongen'BaiShaoxian·PengXudong'(1．CollegeofMechanicalEngineering

3、，ZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310032，China；2．TheMOEEngineeringResearchCenterofProcessEquipmentandItsRemanufacture，ZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310032，China)Abstract：Thehydrodynamiceffectofamechanicalsealwithdirectionalmulti．poreswasstudiedbythe

4、zero—pressure—openexperiments．Twokindsofdifferentfacestructureswithdirectionalmicroporesontotheirsurfaceswerestudied．Thefilmthicknessandfrictiontorquebetweenthefacesweremeasuredatdifferentspeeds．Theopeningpropertiesduetothehydrodynamicpressureofthegasfilmwereanalyzed．Theresultssh

5、owthatthedirectionalmicroporescanincreaseopeningforceofsuchagasfaceseal，andthentoensurethequickopeningofthefacesSOthatthefacewearisavoided．Keywords：directionalmicropores；gasfaceseal；hydrodynamiceffect；openingforce表面纹理技术在提高摩擦副承载能力、抗磨和减现表面纹理的方向性对于机械密封的开启力和泄漏量摩性能等方面显示出明显的效果，并已在机械密封等

6、等性能产生积极影响，其中方向性椭圆微孔结构具基础件中得到应用。研究表明，尽管圆形微孔端有较好的动压效应，在一定的条件下，这种新型端面面气体密封具有良好的密封特性，但是却无法提供明织构所提供的开启力比一般的圆形微孔密封高显的动压开启力，因此易导致低压开启时端面的接触20％[。摩擦和磨损。如何提高端面的低压开启特性是气体密本文作者对激光加工椭圆多孔端面机械密封的无封端面设计的关键问题之一。而端面上设计方向性表压启动特性进行了实验研究，对不同转速工况下的气面形貌是解决该问题的有效方法。膜厚度和摩擦扭矩进行了测量，分析了端面结构对多目前，相关研究多数从理论上展开

7、，并且已经发孑L端面的动压开启特性的影响。1实验方案1．1试件基金项目：国家自然科学基金资助项目(50775206和50805130)；浙江省自然科学基金项目(Y1090620和R1090833)；清华大学摩擦图1是多孑L端面机械密封结构示意图，实验时微学国家重点实验室开放基金项目(SKLTKF08B01)．孔端面密封环作为下试件。微孔在密封端面周向和径收稿日期：2010—02—04向均匀分布，定义端面槽区开孑L面积比为：作者简介：盛颂恩(196o一)，男，教授，主要从事流体机械研究．E．mail：sse@zjut．edu．cn．5uP：一／22、(＼1

8、)，2010年第8期李叶枫等：多孔端面气体密封无压开启特性的实验研究9式中：n。