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激光加工多孔端面液体密封的数值分析

作　者: 赵中
导　师: 彭旭东
学　校: 浙江工业大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 机械密封激光加工多孔端面液体润滑有限元法
分类号: TG665
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 78次
引　用: 4次
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内容摘要

激光加工多孔端面机械密封(LST-MS)是一种新型的流体动压型机械密封,它依靠端面微孔产生的流体动压效应实现非接触运转,与普通机械密封相比可以有效地降低摩擦磨损和端面温升,提高密封的可靠性,延长密封寿命,更重要的是可以应用在普通机械密封难以胜任的工况条件下,如高温高压水、易挥发介质等,因此具有广阔的发展前景。本文以等径孔和非等径孔液体润滑LST-MS为研究对象,通过合理的简化和近似,建立了LST-MS端面液膜压力的Reynolds控制方程,确定了求解边界条件,建立了液膜厚度和微孔几何结构的数学模型,推导并提出了密封性能参数的计算方法和表达式。采用有限元法求解Reynolds方程,获得密封端面上的膜压分布,计算了密封的性能参数,如开启力、液膜刚度、泄漏量、摩擦扭矩及刚漏比等。在此基础上,分析比较了等径孔和非等径孔LST-MS微孔结构参数和工况参数对密封性能的影响规律,对微孔结构参数进行了优化,指出在一定条件下非等径孔LST-MS具有更优的密封性能;同时研究了扇形分布多孔端面LST-MS的密封性能,深入分析了微孔的“富集效应”,给出了微孔分布于高压侧时的最佳开孔范围及微孔几何结构参数,与端面全开孔LST-MS相比扇形分布多孔端面LST-MS具有更优的性能。研究结果完善了LST-MS的设计理论,对密封的选型和加工制造具有一定的指导意义。

激光加工多孔端面液体密封的数值分析

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