激光加工多孔端面气体密封的临界静压开启特性.pdf

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1、2010年3月润滑与密封MaL2010第35卷第3期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．35No．3DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．03．001激光加工多孔端面气体密封的临界静压开启特性彭旭东梁世克白少先孟祥铠盛颂恩(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：研究激光加工多孔端面干式气体密封的临界静压开启特性。建立控制端面气膜压力的Reynolds方程；在静压开启条件下，分析机械密封端面从接触到非接触的临界开启密封性能，

2、研究周向开孔比、径向开孔比、深径比、面积密度等微孔几何参数对临界开启力以及气膜刚度的影响规律。结果表明：面积密度在0．5～0．6内取值，深径比在0．004—0．006范围内取值，周向开孔比和径向开孔比均取0．7时，密封可获得最佳静压临界开启特性。关键词：表面织构；机械密封；气体静压密封；开启特性中图分类号：TH117．2文献标识码：A文章编号：0254—0150(2OLO)3—001—4CriticalOpeningCharacteristicsofaLaserSurfaceTextureHydrostaticGasMechanicalSealPengXud

3、ong，LiangShikeBaiShaoxian'MengXiangkai'ShengSongen'(1．CollegeofMechanicalEngineering，ZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310032，China；2．TheMOEEngineeringResearchCenterofProcessEquipmentandItsManufacturing，ZhejiangUniversityofTechnology，HangzhouZhejiang310032，China)Abstra

4、ct：Thecriticalhydrostaticopeningcharacteristicsofagaslubricatedlasersurfacetexturedmechanicalsealwasnumericallyanalyzed，whichisdefinedasthetransitionfromcontactingtonon-contactingofthetwofacesatzerospeed．ThedimensionlessReynoldsequationgoverninggasfilmpressuredistributionbetweenthe

5、twofaceswasputforwardandwassolvedbyFiniteElementMethod．Openingforceandgasfilmstiffnesswereobtainedwhenthesealingfaceswerecriti—callyopened．Theeffectofdimplegeometricalparametersonthesealingperformancewasanalyzed．Theresultsshowthatthemostexcellentsealingperformanceincriticalconditio

6、nisobtainedwhentexturedareadensityisbetween0．5and0．6，ratioofdimpledepthtodimplediameterisbetween0．004and0．006，andradialtexturingproportionandcircumferentialtexturingproportionare0．7．＼pXp＼pKeywords：surfacetexturing；mechanicalseal；hydrostaticgasseal；openingcharacteristics激光加工多孔端面机械密封

7、(LaserSurfaceTex—力，是一种拥有广阔应用前景和巨大发展潜力的新型turedMechanicalSeal，简称LST．MS)是近年来出现机械端面密封。早在1994年，Etsion等就提出了的一种新型密封端面结构，与普通机械密封相比可以通过在端面上加工微孔来改善液体润滑机械密封性能有效地降低端面间的摩擦磨损⋯，提高密封的可靠的思想，并建立了LST—MS的理论分析模型。2004性，具有更好的端面润滑状况和对环境更好的适应能年，Etsion等对气体润滑LST—MS开展了实验研究，结果表明：与普通气体密封相比，在12000r／rain的转速下端面摩擦扭

8、矩减小了40％，端面温度降低20基金项目：国家自然科