扰变工况下不同表面结构机械密封瞬态特性分析

• 作者: 张帆 徐鲁帅 王赟磊 袁小阳 郝木明
• 来源期刊: 西安交通大学学报
• 关键词: 机械密封 表面结构 瞬态特性 扰变工况 稳定性
• 年，卷（期）: 2020,（1）
• 页码范围: 56-63
• 页数: 8页
• 分类号: TH136
• 语种: 中文
• DOI: 10.7652/xjtuxb202001008

摘要

针对快变升速、密封腔压力波动、轴系扰动等扰变工况导致的非接触式机械密封动环与静环碰摩、泄漏加剧及动力失稳等问题,提出了一种内径螺旋槽、外径波锥槽和中间坝区组合的新型表面结构,并将其与螺旋槽、波锥坝槽的降漏减振功效进行了比较.首先,建立了扰变工况下摩擦学与动力学耦合的数学摸型;然后,基于给定扰动工况的表征函数,全时间域联立求解含流量因子、接触因子、挤压项与考虑质量守恒空化边界的润滑方程、Jackson-Green接触方程及补偿环轴向动力学方程;最后,以承载力、泄漏量、膜厚为主要指标,对 3 种表面结构的瞬态响应进行了对比分析.结果表明:新型组合槽在多类扰变工况下具有出色的密封性能与稳定性,启动阶段泄漏量始终保持在最低水平,与波锥槽脱开转速相差 500 r/min,压力波动工况下组合槽膜厚振动最大幅值仅为 3 μm,与螺旋槽相比,轴系扰动工况下其接触冲击载荷减小 12 kN,瞬时泄漏量减少 400 L/h.研究结果可为扰变工况下表面结构优化设计与稳定性提升提供参考.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	袁小阳	西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室	90	893	16.0	26.0
2	张帆	西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室	78	456	11.0	19.0
3	徐鲁帅	西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室	3	1	1.0	1.0
4	王赟磊	西安交通大学现代设计及转子轴承系统教育部重点实验室	3	1	1.0	1.0