不同表面形貌模数γ的粗糙度对气膜机械密封性能的影响研究.pdfVIP

维普资讯 学兔兔 不同表面形貌模数T的粗糙度对气膜机械密封性能的影响研究 口 姚奉娣 ， 口 宋鹏云 口 李 伟 口 李 栋 1．日照职业技术学院机电工程系 日照 276826 2．昆明理工大学化工学院 昆明 650224 3．潍柴动力股份有限公司 潍坊 261001 4．天元安装工程有限公司 临沂 276Oo3 摘 要：在总结前人研究的基础上，根据雷诺方程和平均流模型，编写计算出不同．y下的粗糙度对螺旋槽气体润滑 低速运转机械密封性能影响的有限元程序，并根据程序对不同7的粗糙度对气膜密封性能的影响进行了理论研究，得出 了相应的规律。 关键词：气膜密封 平均流模型 粗糙度 密封性能 中图分类号：TH161214 文献标识码：A 文章编号：1Ooo一4998(2008)08—0026—03 气膜密封(又叫干气密封)属于非接触式密封 ，它 为提出物理模型和考虑计算量，提出以下假设 ： 是在机械密封的端面开有一定形状的微米级的浅槽， ①流体为牛顿体 ，符合牛顿粘性定律；流体流动为 密封运转时产生流体动压效应 ，在密封摩擦副间形成 层流；②温度和粘度恒定 ，即不考虑温度梯度和粘度的 一 层很薄的气膜，从而使密封工作在非接触状态下…。 变化 ；③几何体为刚体，不考虑体积力的影响；④流体 其中螺旋槽气体密封是其最典型的密封形式(结构如 在界面上没有滑动，即贴于密封端面的流体流速与表 图1)。 面速度相同；⑤两密封端面的表面情况相同，‘即两端面 近年来 ，随着 粗糙度相同。 螺旋槽气体机械密 1．2 数学模型 封在低速旋转流体 根据 Patir和 Chengt 的平均流模型，如图2所示， 机械 上 的广泛应 当考虑粗糙度影响时，气膜局部膜厚 hj为： 用 ，人们开始研究 其理论并进行大量 试验 ，特别是对影 响螺旋槽气体机械 密封低速运转性能 因素 的研究 。在低 速运转条件下，螺旋槽气体机械密封的气体动压效应 相对较弱，关键是要保证在低速条件下，密封端面既能 够分离，又能在其间维持稳定的气体润滑膜。螺旋槽气 j=h+占l+ (1) 体机械密封在低速条件下运转时，端面间气膜较薄，其 式中 九——粗糙表面间名义膜厚 摩擦副形貌将对其性能产生重大的影响。表面粗糙度 占 ——两表面粗糙度幅值 是对其性能影响最主要的因素之～，它可能使密封端 对螺旋槽气体机械密封来讲，其膜厚分为槽区和 面的某些微突体直接接触，使密封面的摩擦加剧，引起 非槽区，设定槽深为 h。，考虑粗糙度的实际膜厚为： 严重发热。本文将通过验算，研究螺旋槽气体机械密封 非槽区 hr= (2) 低速运转条件下，端面粗糙度对其性能在理论上的影 槽区 hT= i+h。 (3) 响【 。