激光加工多孔端面气体密封的临界静压开启特性

研究激光加工多孔端面干式气体密封的临界静压开启特性。建立控制端面气膜压力的Reynolds方程;在静压开启条件下,分析机械密封端面从接触到非接触的临界开启密封性能,研究周向开孔比、径向开孔比、深径比、面积密度等微孔几何参数对临界开启力以及气膜刚度的影响规律。结果表明:面积密度在0.5～0.6内取值,深径比在0.004～0.006范围内取值,周向开孔比和径向开孔比均取0.7时,密封可获得最佳静压临界开启特性。

动静压混合式气体密封的特性分析

基于气体动压式和静压式密封原理,提出了新型的动静压混合式气体密封(简称混合式密封),介绍了该密封的工作原理.采用有限元法,利用Matlab数值软件,求解了混合式密封及动压式密封和静压式密封端面间气膜的Reynolds方程,得到气膜的压力分布,进而求得了密封的性能参数,如开启力、稳态刚度、泄漏率、摩擦功耗等.比较了不同端面结构的混合式密封与静压式和动压式密封的密封性能,并分析了混合式密封及静压式密封在失去气源情况下的密封性能.结果表明:与动压式密封相比,在同一气膜厚度下混合式密封获得的开启力更大,气膜厚度增加时仍具有较大的刚度;混合式密封可实现静压开启,动压运转;由于同时具有动压效应和静压效应,混合式密封工程应用范围更广;此外,混合式密封的特性参数可以通过在线调节阻封气压来改变.

外加压静压型机械密封均压槽设计对动态性能的影响

外加压静压气体密封在启停等低速运转状态下具有良好的性能,并且便于通过调节气源进行干预。密封在运行过程中会受到非浮动环的窜动和偏摆的影响,故需要良好的追随性以维持密封稳定有效工作。本文采用小扰动法分别计算了采用整周和分区均压槽的外加压静压气体密封的动特性系数,然后进一步计算追随性,并进行了对比。结果表明,采用不同均压槽形式的密封在轴向上的性质差别不大,但相比于采用整周均压槽,采用分区均压槽的静压气体密封具有显著更高的角向直接动刚度、更好的对非浮动环偏摆的追随性。

主动调控型密封调控试验研究

简要介绍了静压流体密封的结构和工作原理。分析了阻封气压力对于静压密封性能的影响,通过调节阻封气压可以改变密封的特性参数,以达到在线调节的目的。介绍了非接触气体密封的主动调控技术原理,通过比较状态参数的优劣性,确定将膜厚和泄漏量作为调控目标。介绍了相关的试验流程和方案,简要介绍了试验台和相关的控制软件。通过试验研究以及对试验结果的分析,验证了非接触气体端面密封的主动调控技术的可行性。

动静压混合式气体密封追随性及主动调控振动特性数值分析

动静压混合式气体密封(DHHGS)运行中,静环对动环轴向窜动和角向摆动的跟踪响应(追随性)能够降低外界干扰对密封稳定性造成的影响。将DHHGS简化为弹簧-阻尼-质量系统,基于摄动法求解了DHHGS的动态非线性Reynolds方程,得到了表征密封动态特性的气膜刚度和阻尼系数。研究了两种DHHGS(泵入式和泵出式)在3个方向简谐激励作用下的追随性,并得到了阻封气压力对追随性的影响规律,分析了主动调控时静环的轴向自振稳定性,并给出了轴向自振的临界失稳判据。研究结果表明:即使激励振幅足够大,DHHGS仍具有良好的追随性;阻封气压力增大,密封的追随性增强;主动调控时,静环自由振动是非往复的衰减运动,密封仍能稳定运转。