扩压式自泵送流体动压机械密封综合性能研究

作     者：郑伟 孙见君 马晨波 ZHENG Wei;SUN Jianjun;MA Chenbo

作者机构：南京林业大学机械电子工程学院江苏南京210037 

出 版 物：《摩擦学学报（中英文）》 (Tribology)

年 卷 期：2024年第44卷第5期

页      面：686-695页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(52075268) 江苏省重点研发计划项目(BE2021062) 盐城市重点研发计划(工业)项目(BE2023023) 江苏省研究生科研与实践创新计划项目(KYCX22_1049)资助 

主　　题：机械密封 扩压环槽 自泵送 综合密封性能 数值模拟 

摘      要：扩压式自泵送流体动压机械密封作为1种新的密封结构形式具有优异的密封性能和广泛的应用前景.分别设计出具有等截面型扩压环槽、发散型扩压环槽、收敛型扩压环槽和圆弧型扩压环槽4种扩压式自泵送流体动压机械密封,引入综合评价因子η,通过Fluent数值模拟分别对其综合密封性能进行了分析.基于最佳的扩压环槽结构,通过正交试验,对密封面结构参数进行优化.结果表明:等截面型扩压式自泵送流体动压机械密封综合密封性能最优;在试验参数范围内,螺旋槽数Ng和密封环外径rk对泄漏率均有影响,且螺旋槽数Ng影响最为显著.密封环外径rk和螺旋角α对开启力均有影响,其中密封环外径rk的影响更为显著,随密封环外径的增大,开启力迅速增大.依据正交试验分析结果,对密封面结构参数进行了优化,在其他边界条件均不变的情况下,新的因素水平组合得到的泄漏率最低为0.784361 ml/h,此时开启力大小为3.958962 kN.