机械密封流体动压槽加工工艺技术研究进展

综述流体动压槽加工工艺技术的研究进展,并评述各种加工技术在加工流体动压槽时存在的优缺点,包括光刻加工、电火花加工、电解加工、超声波加工、激光加工等;指出:光刻加工技术、电火花加工技术和激光加工技术加工流体动压槽是切实可行的,并已有成功案例,其中以激光加工技术应用得最为广泛,但其加工机制仍未得到深入研究;电解加工技术和超声波加工技术也具有加工流体动压槽的可行性;复合加工技术具有各种加工技术的优点,在流体动压槽加工方面具有更大的优势,是未来的一个发展方向;随着精密加工技术的不断发展,流体动压槽加工技术会朝着精确化、复杂化、高效化方向发展。

双列反向动压槽型零泄漏机械密封的研究及应用

分析了双列反向流体动压槽型上游泵送机械密封的工作原理,针对现用普通接触式机械密封存在的问题,研究开发出适用于现场间歇操作汽油泵的零泄漏上游泵送机械密封。应用结果表明,研制的双列反向流体动压槽型上游泵送机械密封可适用于频繁开、停泵轴封,具有实现密封介质零泄漏、启动性能好、使用寿命长、运行费用低等优点。

机械密封环端面流体动压槽的加工方法

简介了密封环端面动压槽及密封材料的有关情况 ,给出了动压槽加工的几种方法 ,重点介绍了SiC陶瓷密封环动压槽激光加工的方法 ,内容包括设备。

非接触密封环端面动压槽的成型数值模拟和实验研究

运用ABAQUS中的Drucker-Prager模型对碳化硅粉料的压制成型过程进行数值模拟,分析了不同模具结构参数对粉体及模具受力均匀性的影响,并用模压成型的方法压制碳化硅密封环端面动压槽,验证数值模拟结果。结果表明:型芯上端面过渡圆角半径为0.2~0.4 mm、脱模斜度为10~12°时,模具和粉体受力均匀,动压槽的成型轮廓清晰、边缘及槽底平整光滑,成型质量较优;最终得到的端面具有动压槽的碳化硅密封环体积密度为3.21 g/cm^3、抗弯强度为384MPa、硬度为88.7 HRC,均能达到使用要求。

不同T形动压槽液膜密封性能对比分析

针对T形槽机械密封摩擦副密封环端面间的液膜密封性能问题,建立了收敛形、直角形和发散形3种形式的动压槽液膜几何模型;并对3种不同形式动压槽的液膜流场进行了数值计算,得到了对应端面流场的压力分布。讨论了不同工况对3种槽形结构密封性能的影响并进行对比分析。结果表明:3种槽形结构的端面液膜压力分布规律相同,端面液膜压力均在左侧槽底部达到最大值,且动压槽两侧具有明显的压差,能够产生明显的动压特性;3种槽形结构的开启力和泄漏量均随着转速和压力的增大而增大,其中压力对密封性能的影响相对于转速对密封性能的影响较大;发散形槽比直角形和收敛形槽具有更强的动压特性,且拥有较高的开启力和较低的泄漏量,从而具有较好的密封性能。

纳秒激光加工机械密封动压槽的槽深计算及实验验证

为了实现高效、低成本的机械密封动压槽激光精密加工,基于槽深与激光能量密度和作用时间之间的关系,构建了一个简单有效的槽深计算模型,研究了激光功率、重复频率、扫描速度、填充间距和标刻次数等工艺参数对槽深的影响规律,并进行了实验验证。结果表明:在所研究的工艺参数取值范围内,槽深计算结果随变量参数变化的趋势和实验结果呈现良好的一致性,槽深与各个工艺参数之间具有明确的数学关系,即槽深与激光功率、标刻次数成正比,与扫描速度成反比,与填充间距近似成反比,且随重复频率的增大,槽深线性减小。在5组工艺参数计算案例中,槽深的计算结果与实验结果均较为吻合,槽深最大相对误差不超过15.07%。

SiC陶瓷密封环端面流体动压槽的激光加工

用 Si C陶瓷作密封环 ,并在其端面上开设流体动压槽 ,可满足高 PV值工业设备对轴密封的要求。本文研究激光打标工艺对动压槽参数的影响 ,加工出合格的陶瓷密封环端面动压槽。

含双时滞轴向槽动压气体轴承–非线性转子系统的运动分析

针对高速气体轴承-转子系统在主动控制过程中无法避免的时滞现象,建立了含有双时滞控制的三轴向槽动压气体轴承-转子系统的动力学模型。运用微分变换法求解动压气体润滑的Reynolds方程,得到了非线性气膜压力分布。基于精细积分法,构造了时滞非线性轴承-转子系统动力响应的求解方法。针对含有双时滞控制的气体轴承-转子系统,运用轨迹图、时间历程图等研究了系统的非线性响应,分析了时滞量和反馈控制增益对系统响应的影响。数值结果表明,当选取的反馈控制增益与气体轴承-转子系统的时滞量相匹配时,时滞系统的振动幅值会变小,运动将更加稳定,达到了较好的控制效果。

螺旋槽动压径向气体轴承承载特性研究

为研究螺旋槽动压径向气体轴承承载特性,运用SolidWorks软件建立其物理模型。基于气体润滑基本方程Navier-Stokes方程,推导出可压缩非定常雷诺方程式。应用CFD技术和流体动力学Fluent软件对气体润滑基本方程Navier-Stokes方程直接求解,得到轴承在不同转速条件下的压力分布,以及轴承承载能力随螺旋槽动压径向轴承结构参数和运行参数的变化规律。结果表明;螺旋槽气体动压轴承在偏心方向气膜厚度最小,压力相对其他区域较大,随着转速的提高,轴承的动压效应更加显著,使得最大压力值逐渐增大;随着槽长、槽深比、槽数等结构参数的增加,以及偏心率、转速等运行参数的增加,轴承承载能力增大;而随着半径间隙的增大承载力减小。研究结果为螺旋槽动压径向气体轴承的设计及优化提供理论依据。

动压式环瓣浮环密封特性及摩擦磨损研究

普通接触式环瓣浮环密封高速下不开启易造成磨损失效,动压式环瓣浮环一定转速下径向开启并保持无摩擦无磨损稳定运行,具有较好的应用前景。建立动压式环瓣浮环密封固体域及流场数值计算模型,计算开启阻力、开启力、泄漏率及温升,分析动压槽结构参数对密封开启的影响,讨论密封性能随槽型参数的变化趋势。基于数值分析优化参数,试验验证开槽前后密封的泄漏率及温升,讨论不同开启情况下密封的磨损特性。结果表明:优化的动压槽能明显改变主密封间隙中的压力分布,提高流体动压力,实现开启,使密封高速下稳定无摩擦运转并保持较低的泄漏率,大幅度降低摩擦温升,改善密封的摩擦磨损。动压槽最佳深度宜为3~5μm,密封具有较大的开启力;槽宽增大开启力先增大后变缓,过大的槽宽对提高开启力不明显;工作压力增加,密封开启难度增加,可通过增加槽数或提高转速实现开启;动压槽的槽深较大时,密封先迅速磨损后逐渐稳定,具有自磨损、自稳定的特点。

圆周分段式密封动压浮起力数值仿真计算

氢氧火箭发动机氧涡轮泵中氦气隔离密封的作用是防止驱动涡轮的富氢燃气和液氧介质相混合,目前国外氦密封主要应用的是带瑞利(Rayleigh)动压槽的圆周分段式密封,可以有效减少氦气消耗量。这种密封形式设计的关键在于计算动压槽所产生的动压浮起力。利用Fluent流体分析软件,计算了动压浮起力,并与一维计算方法和国外文献中计算结果相比较,验证了三维仿真计算方法的准确性;分析了气膜厚度、动压槽深度、槽数以及加工误差导致的轴偏斜和槽偏斜等因素对浮起力的影响,密封浮起力随气膜厚度的增大而减小,动压槽深度约为0.01mm,浮起力达到最大值,轴偏斜和槽偏斜角度越大,浮起力越小。

基于MATLAB与CFX的动压气体轴承计算对比

基于有限差分法的MATLAB编程与ANSYS软件中CFX数值仿真计算两种分析方法,分别建立了动压气体轴承的雷诺方程计算模型与几何模型,对比分析了不同偏心率和转速下人字槽径向动压气体轴承的静态性能。结果表明:两种方法计算结果总体趋势基本一致,但相对MATLAB编程计算,CFX计算得到的承载力较小;二者在计算结果上存在一定偏差。

面向动环加工工艺的低温端面密封试验研究

某型号发动机作为长征八号运载火箭的二级发动机,其涡轮泵中采用端面密封的结构形式,为了确保端面密封性能,需对其进行低温端面密封试验。其中某端面密封中动环的动压槽加工合格率一直很低,为了适应高密度的发射需求,需对某端面密封的动环加工工艺进行改进。介绍了某动环的结构及其动压槽的不同加工工艺的特点,并对不同加工工艺的动压槽的微观形貌进行测量,采用理论仿真及地面试验相结合的方式,对改进工艺后的端面密封性能进行评价。经试验验证,不同加工工艺的动环对低温密封性能有较大的影响,这为今后动环的设计及加工改进提供了借鉴意义。

高压机械密封的设计与应用

从传动机构、结构型式、端面型式、辅助系统和零件选材等方面分析了高压机械密封的技术关键 ,介绍了性能稳定、寿命长。

干气密封的应用与维护分析

探讨离心压缩机的干气密封的特点、工作原理、结构类型,以及大机组运行操作过程中对干气密封的影响因素和维护注意事项等。

基于波箔片变形的浮动式箔片气膜密封性能分析

为保证应用于航空发动机动密封的稳定运行,针对浮动式箔片气膜密封,采用考虑库仑摩擦作用的波箔片刚度模型,利用中心差分法和超松弛迭代法耦合求解箔片变形方程、压力控制方程和气膜厚度控制方程,并运用小扰动法,结合压力与箔片变形的平衡关系,获得锲形润滑气膜的流场分布,分析了工况参数、箔片结构参数以及直线动压槽分布位置对密封静、动态特性的影响规律。研究结果表明:受益于密封面的变形作用,浮动式箔片气膜密封可根据运行工况自主调节气膜间隙;进口直线槽的气膜浮升力和泄漏量均大于中间直线槽;密封特性与气膜压力和密封间隙密切相关,但受到库仑摩擦效应的影响很小;库仑摩擦效应和加厚箔片都可在一定程度上增大箔片刚度,使得密封表面变“刚”;浮动式箔片气膜密封在高转速服役环境下的综合表现良好。研究成果为今后浮动式箔片气膜密封的结构设计和试验测试奠定了理论基础。

西部管道压缩机组干气密封失效故障分析

针对西气东输站场内压缩机组干气密封频繁失效并造成高额维修更换费用的问题,本研究从干气密封工作原理和基本结构出发,结合典型的输气管道离心压缩机组干气密封失效现象,进行系统分析,明确了主要的故障原因,并提出了具体的解决措施和建议。以期对压缩机站场干气密封的使用及维护提供一定的指导。

羰基合成高速离心压缩机干气密封的研制与应用

干气密封由旋转环、静环、弹簧、密封圈以及弹簧座和轴套组成。干气密封旋转环密封面经过研磨、抛光处理,并在其上面加工出有特殊作用的流体动压槽。干气密封旋转环旋转时,密封气体被吸入动压槽内,由外径朝向中心,径向分量朝着密封堰流动。由于密封堰的节流作用,进入密封面的气体被压缩,气体压力升高。在该压力作用下,密封面被推开,流动的气体在两个密封面间形成一层很薄的气膜,该气膜实现密封作用。

对解决叶片泵烧盘现象的探讨

烧盘现象是叶片泵常见故障 ,通过分析产生烧盘现象的原因 ,探讨动压扶中理论应用于叶片泵解决烧盘现象的前景。

干气密封常见损坏原因及维护探讨

干气密封是一种无接触式密封,它具有泄漏量少、磨损小、寿命长、能耗低,操作简单可靠,维修量低,被密封的气体不受油污染等特点,在化工机械中得到广泛的应用,尤其用在有毒、易燃等介质气体的密封上。本文从干气密封的结构及原理入手,就常见损坏原因,密封失效判断,维护运行注意事项等方面结合具体事例进行了分析判断与总结,可为干气密封的事故预防、故障判断、长周期稳定运转提供参考依据。