外驅(qū)動式中間旋轉(zhuǎn)環(huán)機械密封設計與研究.pdf

1、隨著工業(yè)的發(fā)展，機械密封得到廣泛應用，然而泵、反應釜和壓縮機等軸端機械密封在高速、高溫和高壓狀態(tài)下的過熱、泄漏超標、摩擦磨損加劇，以及低速狀態(tài)下非接觸式密封端面開啟力不足等問題是目前面臨的主要難題。針對上述問題，本文結(jié)合TRIZ理論設計外驅(qū)動式中間旋轉(zhuǎn)環(huán)密封，然后通過理論計算和試驗對其進行研究，具體內(nèi)容如下：
　　（1）機械密封基本原理、結(jié)構(gòu)介紹。重點分析了螺旋槽機械密封的基本結(jié)構(gòu)及性能參數(shù)，并根據(jù)納維—斯托克斯(N-S)方程推導

2、了求解端面流體膜剛度、泄漏量等性能參數(shù)的數(shù)學模型。
　?。?）應用TRIZ理論，對機械密封結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新設計。首先進行問題分析，確定以密封面相對轉(zhuǎn)速為待改善參數(shù)，然后根據(jù)TRIZ矛盾矩陣表和解決方案模型，嘗試找到解決問題的方法，提出間接改變主軸動環(huán)與靜環(huán)相對轉(zhuǎn)速的方法，即采用新的外驅(qū)動源驅(qū)動中間旋轉(zhuǎn)環(huán)，擺脫主軸轉(zhuǎn)速的限制。最后對帶傳動的中間旋轉(zhuǎn)環(huán)機械密封進行了設計。
　?。?）基于Matlab求解數(shù)學模型，并對計算結(jié)果進行分析

3、。結(jié)果表明：外驅(qū)動式中間旋轉(zhuǎn)環(huán)機械密封與普通非接觸式機械密封相比具有較大的泄漏量和摩擦扭矩，但是其剛度和開啟力優(yōu)于普通非接觸式機械密封。
　?。?）中間旋轉(zhuǎn)環(huán)機械密封實驗研究。在密封泄漏量試驗臺架上，調(diào)整外壓、中間旋轉(zhuǎn)環(huán)轉(zhuǎn)速和試驗臺主電機轉(zhuǎn)速，進行了中間旋轉(zhuǎn)環(huán)機械密封泄漏量試驗。試驗結(jié)果和計算結(jié)果對比分析表明：雖然試驗泄漏量大于理論計算泄漏量，但是在允許的范圍內(nèi)，因此驗證了外驅(qū)動式中間旋轉(zhuǎn)環(huán)機械密封性能的可行性。
　　本文將