接触式机械密封端面磨损预测

依据Archard黏着磨损理论,通过引入分形磨损系数及求解端面上塑性和弹塑性变形微凸体的体积,建立机械密封端面磨损分形模型。提出包含密封端面特征分形参数的特征工况参数新概念,并将其引入机械密封端面摩擦磨损相似准则关系式中,通过磨损试验,得到分形磨损系数准则关系式。对B104a-70型机械密封的磨损特性进行预测。结果表明:软质环端面分形磨损系数及磨损率均随着弹簧比压的增大而非性线地增大,但端面较光滑时,变化较小;端面形貌对磨损特性有着较大的影响,随着端面光滑程度的增大,分形磨损系数及磨损率均下降,且端面较粗糙时变化较明显。     

发动机快速磨损试验的相似性分析

应用相似理论确立了发动机快速磨损试验过程必须满足的相似指标，相似准则和单值条件，运用相似准则关系式和加速系数确立起试验磨损模型，并据此对ＣＣ１９５型柴油机进行了模拟磨损试验。     

机械密封的摩擦系数与工况参数

讨论了机械密封的摩擦系数与工况参数的关系,提出了各种不同状态下机械密封的摩擦系数与工况参数的关系式,深入分析了混合摩擦、流体静压润滑与流体动压润滑的摩擦系数与工况参数的关系。文中给出了计算实例,这对正确设计、研究和使用机械密封具有理论指导意义和实用价值。     

缸套活塞环摩擦副的模拟磨损试验研究

根据模拟磨损试验的相似准则设计模拟实验,目的在于检测两种国产缸套的耐磨性,并探讨船用柴油机缸套活塞环摩擦副的几种典型的磨损机制。     

机械密封在渣浆泵的应用研究

机械密封摩擦副工作温度状况,不仅是影响机械密封使用寿命的关键因素,而且是选取合理机械密封型式的重要依据.在渣浆泵机械密封的改造过程中,影响机械密封摩擦副温度变化的主要因素及部分参数的计算方法,同时建立摩擦副温度场的数学模型,利用有限元法对动、静环摩擦副温度场的分布进行了模拟仿真,为渣浆泵的机械密封改造提供参考依据.结合对渣浆泵进行机械密封改造前后的实际使用情况,对改造效果进行了分析对比,结果表明对渣浆泵进行机械密封改造不仅可行,而且能够节能、减少污染.     

接触式机械密封摩擦端面接触状态的仿真分析

为了准确揭示接触式机械密封摩擦端面的真实接触状态,基于三维分形表面的W-M函数描述软质环密封端面的粗糙行为.通过Mathematica软件生成的粗糙表面数据点,在ANSYS中进行粗糙表面实体的建模以及接触有限元分析.得到在外载荷作用下的真实接触面积,与M-B分形接触模型进行比较,变化趋势吻合较好.研究结果表明,随着外载荷的增加,真实接触面积呈非线性增加.该研究方法为进一步研究机械密封摩擦端面的摩擦热、磨损以及接触间隙等问题提供了新途径.     

工况周期波动下深海推进器密封摩擦副性能研究

针对深海推进器用机械密封在工况周期波动下磨损失效现象,在机械密封PV试验机上进行拟实工况测试,建立不同材质摩擦副配对在工况周期波动和定工况下的对照性试验,测试摩擦副实时摩擦系数、形貌演变、表面磨损等数据。试验结果表明:工况周期波动下的SSiC-M106K摩擦系数振幅频率高于恒定工况,且表面粗糙度由0.026μm上升至1.08μm,产生的磨粒对M106K表面造成二次磨损;另一方面,在3种不同材质的摩擦副配对中,SSiC-WC在工况周期波动下的摩擦系数最小且始终稳定在0.012～0.027范围。经SEM电镜测试后发现:以SSiC为动环的SSiC-WC摩擦副磨损程度较小,未出现犁沟效应,而SSiC-M106K表面出现明显磨痕,这是由于在滑动接触过程中磨料在石墨表面转移而导致磨损加剧。因此,SSiC-WC的摩擦配副更适应工况周期波动的服役环境。     

浅析端面摩擦状态对机械密封性能的影响

机械密封端面摩擦状态是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素。介绍了机械密封端面分别处于干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦状态时的工作特性,分析了端面摩擦状态对机械密封性能的影响。对于普通机械密封,端面的最佳摩擦状态应该是混合摩擦状态,如密封性能要求较高,则应该是边界摩擦状态。     

水驱油藏含水率及采出程度相似理论研究

为使模拟实验结果更好地应用到油田,为油田开发方案提供理论指导,应用相似定数法导出了水驱油藏相似准则,经相似变换建立了采出程度和含水率相似准则。利用数值模拟方法对各相似准则进行了敏感性分析,利用相似理论函数论对敏感性较强的相似准则进行了研究。结果表明,水驱油藏采出程度及含水率同各相似准则之间满足乘积关系。根据此关系建立了水驱油藏含水率与采出程度的经验关系式。关系式中引入了相渗经验系数以消除模型与原型相渗差异。物理模拟实验与数值模拟结果的对比表明,所建立的经验关系式可以满足油田实际应用。     

旋转控制头动密封结构设计及密封特性分析

依据煤层气钻井工况,对旋转控制头动密封结构进行了设计.通过简化密封结构建立分析模型,应用有限元分析软件（ABAQUS）对其接触压力、摩擦扭矩进行了数值模拟研究.在此基础上进行了密封件磨损分析及规律研究,通过磨损试验验证了研究结果的正确性,并将具有该结构的旋转控制头应用于现场,结果表明所设计动密封结构合理,能够有效减少非...     

单端面机械密封摩擦系数的测定

本文研究了单端面机械密封装置的端面摩擦扭矩测量方法。对主轴承摩擦扭矩、旋转体在介质中的搅拌扭矩和端面摩擦扭矩进行了测试。在测试中考察了由于介质压力的变化引起轴向力的改变,致使主轴承摩擦扭矩改变的情况,以及介质的粘度变化引起搅拌扭矩的变化及其对端面摩擦扭矩的影响。采用两种方法测定的端面摩擦扭矩计算其摩擦系数,给出了计算实例。两种计算结果有对比性,较为稳定,精确度高,故该方法可用于评价机械密封的摩擦性能。     

Friction Characteristics of Mechanical Seals with Laser-textured Seal Faces

Heat generated by friction between faces of mechanica l seals is a major factor that causes deterioration of the seals and shortens th eir service life. Excessive temperature rise can greatly alter the seal geometry and vaporize the sealing fluid, resulting in friction of boundary lubrication. These effects on face seals usually lead to excessive leakage and ultimately ren der the seal inoperable. In order to maintain the reliability of seals, high fri ction and unwanted wear must be avoided. Using the l...     

不同相态下端面形貌和流体惯性对机械密封性能的影响

考虑到机械密封端面的锥度、表面粗糙度以及缝隙间流体惯性对机械密封工作性能的影响,特别是对功耗、泄漏量、端面径向温度分布和压力分布的影响,建立了一种混合摩擦机械密封模型。用热水作工质,测量了端面温度分布和中心膜厚。对机械密封与试验介质间和大气间的传热效应作了一定深度的研究。提出了选择机械密封等温模型和绝热模型的原则。     

端面磨损对U型槽动压机械密封性能的影响

以核主泵所用U型槽动压密封环为对象,研究了密封端面因介质中微粒所引起的磨损问题.结果表明：端面动压槽根部产生的初期磨损将造成刚度和泄漏率增加,且随着磨痕数量的增加,泄漏率呈线性增加;当磨痕贯穿密封坝而使U型槽根部与端面低压侧短路时,将会造成泄漏率的阶跃上升和刚度急剧下降.在实际使用的过程中,多个U型槽将会同时出现磨痕,当一处磨痕贯穿密封坝时,将造成大量介质泄漏,且磨痕越深,其泄漏率越大,最终导致密封失效.     

Mechanical Deformation of Ship Stern-Shaft Mechanical Face Seals

In ship propeller shaft systems, the shaft seal is a mechanical face seal, which includes a stationary metal seal ring and a rotating ring. The seal faces are deformed with different loads. The deformation of the seal faces affects the performance of mechanical face seals, which leads to water leakage, so the seal face deformation must be analyzed. A mechanics model with deformation equations was developed to describe ship stern-shaft seals. An example was given to verify the deformation equations. The solution of the deformation equations gives a theoretical basis for the analysis of seal leakage and improvements of seal structures.     

单组分介质机械密封性能计算

给出了计算单组分介质的粘度、密度、导热系数和饱和蒸汽压等热物理性质的关联式.以平行端面机械密封为模型,对机械密封的端面温度、膜压系数和相变半径等性能参数进行了计算.给出了端面温度和膜压系数的关系曲线.对液氨泵轴封进行了实测计算.结果表明,端面温度理论值同实测值吻合很好,文中所给软件及方法可供生产实际中应用.     

机械密封的失效模式与临界平衡比的计算

介绍了与机械密封面积比（平衡比）有关的几种主要失效模式，如密封面开启失效、早期磨损、干运转、热裂、疱疤、相态失稳、倾斜失稳、液膜失稳、液膜破裂、汽化和丧失密封性等，并提出了考虑主要失效现象的临界平衡比公式。根据临界面积比的大小，可以判断所选用的机械密封平衡比是否合理；并进一步来确定该机械密封的合适面积比，给出了计算实例，计算结果可供机械密封设计时选用。     

空化模型对径向直线槽端面密封性能分析的影响

基于Reynolds模型和质量守恒边界条件(JFO模型),建立了径向直线槽端面密封空化特性的数值模型.控制方程为考虑惯性的定常不可压缩Reynolds方程,利用有限控制体积法对其进行离散,采用分块加权方法计算膜厚突变处流量,迭代方法为Gauss-Siedel松弛迭代,并对两种模型下的密封性能进行了对比分析.结果表明:采用Reynolds模型极大地低估空化区的面积,并使得开启力、摩擦转矩和泄漏量等参数的计算结果不够准确.在径向直线槽端面密封性能的计算中宜采用质量守恒边界条件.