斜直深槽机械密封环端面变形研究.pdf

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1、2012年2月润滑与密封Feb．2012第37卷第2期LUBRICAT10NENGINEERINGVo】．37No．2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．02．021斜直深槽机械密封环端面变形研究丁思云李鲲吴兆山张杰李香杨博峰郑国运(1．合肥通用机械研究院安徽合肥230031；2．机械工业机械密封工程技术研究中心安徽合肥230031)摘要：深槽密封是通过力变形和热变形在密封面形成周向的波度和径向的锥度，从而产生热流体动力楔效应。通过热平衡分析和模型简化，应用有限元软件建立斜

2、直深槽机械密封有限元分析模型，并对密封环温度场、力热变形进行求解，获得斜直深槽密封环的温度分布规律以及热变形规律。分析结果表明：斜直深槽密封端面结构产生的变形，能够形成周向波度和径向锥度，能够产生一定的流体动压效应，但规则波形的产生同流体槽的结构参数有关，需针对具体的工况参数进行相应的优化设计，方能达到所需要的流体动压效果。关键词：机械密封；深槽；温度场；端面变形；有限元分析中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)2—088—4Study0nSurfaceDefl0rm

3、ati0n0fSlantDeepGroovesMechanicalSealDingSiyunLiKunWuZhaoshanZhangJieLiXiangYangBofengZhengGuoyun(1．HefeiGeneralMachineryResearchInstitute，HefeiAnhui230031。China：2．MachineryIndustryMechanicalSealsEngineeringResearchCenter，HefeiAnhui230031，China)Abstract：D

4、eepgroovesmechanicalsealcanbemadetoformcircumferentialwavesandradialtaperinthesealfacestogenerateheathydrodynamiceffectbyforcedeformationandthermaldeformation．Basedonthermalequilibriumanalysisandsimplifiedmodel，thefiniteelementsoftwarewasusedtoestablishth

5、efiniteelementanalysismodelofslantdeepgroovesdrygasmechanicalseal，andthesolutiontosealringtemperature，thermalandforcedeformationwereca~iedout．Thetemperaturedistributingrulesandthermaldeformationrulesoftheringwereobtained．Theanalysisresultsshowthatthecircu

6、mferentialwavesandradialcanbemadebysurfaeestructuredeformationoftheslantdeepgrooves，andtheheathy—drodynamiceffectdeformationgenerated．Butthegenerationofregularwavesisdecidedbythestructuralparametersofthefluidtank．Thedesiredhydrodynamiceffectisobtainedwhen

7、optimizationdesignwascarriedoutwithparametersinspecif-icconditionsaccordingly．Keywords：mechanicalseal；deepgrooves；temperaturefield；facedeformation；finiteelementanalysis深槽密封是通过变形(力变形和热变形)在密面变形情况。封面形成周向的波度和径向的锥度，周向波度产生流1方程模型及计算方法体动压作用力，径向锥度产生附加的流体静压作用1．1温度场

8、模型力，这种机制被称为热流体动力楔效应。在深槽密封根据传热学的基本理论]，可建立三维稳态柱坐研究方面，EMayer曾对圆弧深槽密封进行过大量标下无内热源的固体导热微分方程为的试验研究；杨慧霞等进行了圆弧深槽热流体动压c)2Tar+÷rar+ra+害a：0(1)机械密封理论研究；于明彬等进行了圆弧槽流体动压型机械密封的性能研究；邹文辉等进行了近似圆式中：T为坐标r，0，z的温度函数，T=T(r，0，)。弧深槽端面机械密封热流体动