迷宮密封技術(shù)數(shù)值仿真及試驗研究.pdf

1、傳動裝置作為重要傳遞部件，被廣泛應(yīng)用到各個領(lǐng)域中。其密封結(jié)構(gòu)多采用的是自緊油封密封，在使用過程中，由于高速旋轉(zhuǎn)存在擺差，油封中的油唇磨損嚴(yán)重，易出現(xiàn)潤滑油外漏的現(xiàn)象。潤滑油的泄漏或被雜質(zhì)所污染，使裝置內(nèi)的軸承和齒輪因缺油或潤滑油使用性能降低而損壞。為保證正常工作，油封密封經(jīng)常需要更換，并且更換時需停機拆卸，較復(fù)雜，大量耗費人力物力。為保證高效工作，需改進密封結(jié)構(gòu)，在該部分采用非接觸式的迷宮密封，能減少磨損，降低運行和維護成本。故非接觸式

2、的迷宮密封適用于不宜采用自緊油封密封的特殊場合。然而，迷宮密封的轉(zhuǎn)子與靜止部件之間如若匹配不合理，會損傷密封件，增加泄漏量，導(dǎo)致更嚴(yán)重的損失。因此深入研究迷宮密封機理，合理設(shè)計迷宮密封結(jié)構(gòu)，對于減少泄漏量實現(xiàn)密封來說非常重要。
　　本文以輪邊減速器迷宮密封為研究對象，采用Egli、Kearton、Vermes和迭代計算法這四種迷宮密封泄漏量計算方法，計算輪邊減速器迷宮密封的泄漏量。
　　另外，采用數(shù)值分析方法對迷宮密封的泄漏

3、量進行分析。通過分析迷宮密封的流場分析方法，建立錯列式迷宮通道的三維模型。在 ANSYS軟件建模、使用ICEM-CFD模塊劃分網(wǎng)格和設(shè)置邊界條件，運用流體分析模塊Fluent對迷宮空腔中的流場和泄漏特性進行研究。通過單一變量法進行數(shù)值模擬，得出溫度、進出口壓比、潤滑油粘度、轉(zhuǎn)速和迷宮幾何尺寸等因素對迷宮密封泄漏量的影響。
　　研究表明：泄漏量隨著潤滑油粘度的減小而增大；與壓比成正比，而受轉(zhuǎn)速的影響非常小；隨著間隙的增加而增加；在一

4、定范圍內(nèi)增大空腔深度能有效減小泄漏量，而隨著空腔寬度在一定范圍內(nèi)增大泄漏量幾乎沒有影響，如繼續(xù)擴大空腔深度或?qū)挾?，都會?dǎo)致泄漏量增大，且存在一個最佳深寬比值。
　　此外，為了驗證數(shù)值分析的準(zhǔn)確性，搭建了一套可以模擬輪邊減速器工作狀態(tài)下的試驗臺。在不同轉(zhuǎn)速、密封齒間隙和潤滑油高度等條件下，對迷宮密封進行相應(yīng)的試驗驗證，將理論和實驗結(jié)合起來，分析一系列不同條件狀態(tài)下的泄漏量，觀察和記錄數(shù)據(jù)，驗證了數(shù)值計算方法的可行性和所設(shè)計的迷宮密封