鑲裝密封環(huán)密封特性的研究.pdf

1、鑲裝密封環(huán)因能增強(qiáng)密封環(huán)的強(qiáng)度，節(jié)約貴重金屬，逐漸成為機(jī)械密封中密封環(huán)的一種重要結(jié)構(gòu)。到目前為止，鑲裝密封環(huán)的過盈量和應(yīng)力值大多通過過盈聯(lián)接公式和厚壁圓筒理論計(jì)算得到。但是，這些公式都是彈性范圍內(nèi)等長(zhǎng)圓筒的簡(jiǎn)化計(jì)算，與實(shí)際情況不完全吻合，也無(wú)法考慮密封端面的摩擦生熱，接觸面的摩擦狀態(tài)，以及流體的溫度及壓力的影響，更沒有研究各種因素對(duì)鑲裝密封特性的影響規(guī)律。因此，機(jī)械密封動(dòng)靜環(huán)鑲裝性能的研究相當(dāng)重要。 本文以鑲裝式密封靜環(huán)為研究對(duì)

2、象，對(duì)鑲裝密封環(huán)的密封特性進(jìn)行分析。首先，依據(jù)扭矩平衡原理推導(dǎo)過盈聯(lián)接公式，初步確定極限過盈量的范圍。其次，采用有限元數(shù)值方法分析鑲裝密封環(huán)，利用接觸單元和等效溫度載荷模擬初始過盈聯(lián)接，建立合理的二維軸對(duì)稱數(shù)值模型，得到鑲裝密封環(huán)裝配的應(yīng)力分布，與厚壁圓筒理論的解析解相比較，證明了厚壁圓筒理論適用于鑲裝密封環(huán)分析。在裝配預(yù)應(yīng)力的基礎(chǔ)上施加合理邊界條件，得到工況下的有限元分析結(jié)果。然后，根據(jù)過盈聯(lián)接公式無(wú)量綱化，確定影響鑲裝密封特性的影響

3、因素，如過盈量比、鑲裝環(huán)配合材料等。通過改變過盈量大小，確定最優(yōu)過盈量范圍。通過改變靜環(huán)和靜環(huán)座的厚度比、靜環(huán)與靜環(huán)座的鑲裝配合材料，確定這些影響因素對(duì)密封特性的影響規(guī)律。為了防止由于結(jié)合面配合中心與靜環(huán)的中心不重合造成靜環(huán)力矩變形，改變開槽位置以及開槽狀態(tài)進(jìn)行分析；為了達(dá)到接觸面積最小的設(shè)計(jì)目標(biāo)，改變結(jié)合長(zhǎng)度進(jìn)行分析，確定了開槽和結(jié)合長(zhǎng)度對(duì)密封性能的影響。 本文采用有限單元法分析，全面考慮各種因素對(duì)密封性能的影響，得出符合實(shí)際