徑向唇形密封的密封性能研究.pdf

1、密封系統(tǒng)可靠性影響著旋轉(zhuǎn)機(jī)械的可靠性，而徑向唇型密封是一種常見的重要密封。徑向唇形密封失效原因有很多，主要與密封接觸區(qū)域的生熱和泵汲效應(yīng)有關(guān)。密封的泵汲率并不是越高越好，因?yàn)榇娇谏鸁崃靠赡芤埠芨?，密封性能仍然不佳。密封參?shù)設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮各參數(shù)對生熱和泵汲效應(yīng)的單一影響，又需要綜合考慮生熱和泵汲效應(yīng)對密封性能的影響，而此類研究缺乏。本文針對這一研究現(xiàn)狀，以軸的微觀往復(fù)運(yùn)動(dòng)機(jī)理為基礎(chǔ)，并考慮抱軸力與唇口形變量之間的應(yīng)變關(guān)系，建立密封區(qū)域的

2、二維模型，分別利用理論分析和CFD數(shù)值模擬方法分析相關(guān)參數(shù)對密封性能的影響。
　　 理論分析結(jié)果表明，密封間隙內(nèi)的壓差作用才是影響泵汲效應(yīng)的主要因素，微觀往復(fù)運(yùn)動(dòng)對泵汲效應(yīng)沒有明顯影響。轉(zhuǎn)速提高后，泵汲率增大，但是唇口單位面積生熱量和總生熱量也都增加，密封性能不一定得到提高。當(dāng)抱軸力增加時(shí)，生熱量增加，泵汲率不變，密封性能下降，因此在滿足跟隨性的前提下，抱軸力應(yīng)當(dāng)盡量設(shè)計(jì)為較小值。隨著材料楊氏模量的提高，泵汲率逐漸減小，總生熱量

3、不變，單位面積生熱量增加，密封性能下降。隨著唇口厚度增加，泵汲率逐漸增加，唇口總生熱量不變，單位面積生熱量減小，密封性能提高。軸徑增加后，軸表面的線速度增加，泵汲率顯著提高，單位面積生熱量和總生熱量也同樣增加很多。在設(shè)計(jì)密封唇角時(shí)，應(yīng)該選取較小的空氣側(cè)唇角，并保持兩側(cè)唇角之差約為20～30°，這時(shí)唇口總生熱量一定，泵汲率相對較高，密封性能良好。
　　 CFD模擬結(jié)果表明，由偏心造成的周期性微觀往復(fù)運(yùn)動(dòng)、轉(zhuǎn)速和接觸寬度對密封間隙及