基于ANSYS的机械密封热力耦合变形计算及分析

针对机械密封在工作时摩擦生热以及受外载荷作用,导致密封端面变形,进而影响密封性能的问题,应用ANSYS软件,对机械密封动环端面温度场分布规律以及温度场引起的热变形、受力引起的力变形和热力耦合变形进行分析.研究结果表明:摩擦生热导致动环端面温度呈梯度分布,随着半径的增大温度从高到低;热变形使端面产生拉伸位移,随着半径的增大变形量减小;受力引起的变形与热变形趋势相反,在内径处产生最大压缩位移,外经处产生最大拉伸位移;热力耦合变形介于两者之间.因此,综合考虑热力耦合变形比单独考虑热、力变形对端面变形影响较小.     

有限元下的Ω机械密封装置热性能研究

针对目前国外比较先进的Ω端面机械密封装置,进行了机械密封环的尺寸设计;利用经验公式计算了润滑冷却介质与静、动密封环之间的热流密度,利用ANSYS软件建立了密封静、动环温度场的模型,计算了密封环的热应力和机械应力;研究了机械密封环的稳态温度场,为研究机械密封环的热影响提供了参考依据;计算结果具有一定的工程应用价值。     

探讨核主泵用流体静压型机械密封在高压和高速下的机械密封性能

将核主泵用流体静压型机械密封作为研究的对象,其中考虑到密封圈的影响,在高速和高压情况下,端面热弹变形很容易影响到其展现出来的密封性能的特点,因此采用有限元法阐述密封环的热弹变形,对其密封性能做出一定的分析.该文核主泵用流体静压型机械密封在高压、高速的条件下,高压会导致密封端面力变形,而高速环境中则会使端面间流体膜因粘性剪切作用,同时再加上旋转组件的搅拌生热,在整个机械密封的温度场发生改变的同时,密封环也产生了变形.     

机械密封环热平衡分析

为了解决密封环热分析及温度场的具体分布问题,更深入研究密封摩擦副的温度场分布,通过建立适合的数学模型和摩擦副局部计算方法,对其进行热平衡模拟分析,事实证明,该种方法所得到的结论与实际现场工况下密封摩擦副的工作状态十分接近,其计算方法的可行性已经过分析验证,为机械密封环的设计及理论研究提供了参考依据.     

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.     

机械密封温度场及其热应力的有限元计算

用有限元法分析机械密封稳态温度场,根据假设条件创建有限元模型.利用ANSYS 8.0软件进行温度场计算分析,并用热-结构耦合法计算密封环的热应力.通过应力分析得到其最大值的位置及大小,计算结果表明,这与实际生产中所见热裂失效破坏是相吻合的,为机械密封环的设计及变形分析提供理论依据.     

双端面机械密封的摩擦学性能研究

研制了一台测试机械密封可以在转速、介质压力和弹簧比压等不同工况下的温升量、摩擦扭矩和泄漏量的试验装置。以聚四氟乙烯和球墨铸铁材料为密封摩擦副进行了试验研究,结果表明:随着转速和弹簧比压的增大,端面温度上升速率增大;端面摩擦因数随转速和弹簧比压的增大而增大,当转速达到2 000 r/min时,摩擦因数趋于平缓;泄漏量随转速和介质压力的增加而增大,但随弹簧比压的增加而迅速减小,当弹簧比压达到0.22 MPa时,泄漏量趋于稳定。     

菱形孔密封环端面密封性能分析

针对密封端面开有等深大菱形孔的液体润滑密封环,采用有限元法求解其等温及层流不可压缩二维Reynolds方程,并通过求解密封环的力平衡方程,分析了在不同操作工况下,大菱形孔端面密封的平衡膜厚、泄漏率和液膜刚度等密封性能参数随孔深、半长轴长度、孔列数变化的规律.结果表明:在分析范围以内,当大菱形孔开孔深度d1=3.5~5.0μm、密封端面大菱形孔的半长轴长度a处于1.2~1.8mm、沿密封端面周向对称分布的菱形孔列数N=165~195时,大菱形孔端面密封的液膜稳定性和密封性能较好.     

脱硫泵机械密封稳态温度场的有限元分析

机械密封温度场研究是热应力分析的基础,是影响机械密封工作寿命与密封性能的主要因素。通过建立密封环有限元模型,提出机械密封动、静环轴对称问题的有限元分析与稳态温度场计算方法,得出了密封环温度分布规律。并对接触面的热流密度、模型与介质的对流换热系数以及热流分配系数等物理量进行了分析。结果显示,温度变化主要集中在靠近内径的接触面附近的局部区域,该区域变形较大,且不利于密封环的散热。     

釜用高压机械密封变形分析——用有限元法计算温度场、温差应力、机械应力所引起的变形

配合机械密封的科研和试验工作,我们对机械密封在温差应力和机械应力共同作用下产生的变形进行了计算。 本文主要介绍一下机械密封变形计算方法并对计算得到的结果进行讨论。 我们在我院ACOS-400型计算机上,分别采用变分原理有限元法和弹性力学有限元法,计算了温度场和变形,在约束的简化方面进行了新的偿试。由计算得知:温度和压力是影响机械密封性能的最主要因素,其中温度的影响最为显著;在高压情况下,平衡系数会对密封端面比压的大小及其分布产生较大影响;高压机械密封的加工精度和安装误差会对其使用性能产生直接的影响;机械密封在操作时,既可能是内缘接触,也可能是外缘接触;机械密封环在安装时必须保证一定的浮动性。减小机械密封环变形的最有效措施是加强润滑和冷却,尽可能地减小密封端面附近的温度梯度,同时要合理地选用摩擦付材料,此外要进行严谨的结构设计和必要的实验。     

汽车密封条纵向压缩粘贴性能

汽车的密封条粘贴质量对整车NVH的持续性质量稳定起重要的作用,密封条的内角粘贴与直线粘贴、外角粘贴相比更容易出现开胶的失效现象.为了提高密封条内角粘贴质量,研究了汽车密封条压缩粘贴工艺对粘贴基底产生的附加压力,提出了通过压缩率计算密封条对内圆角粘贴基底产生的压力的计算模型,并进行了该工艺过程的有限元仿真.结果表明:压缩粘贴可使密封条对粘贴基底施加稳定、均匀的附加压力.密封条通过压缩粘贴对粘贴基底施加的压力与压缩率呈线性比例关系,此压力沿截面宽度方向不等,其分布情况与密封条的截面形状相关,该压力值沿圆周方向均布,其差值小于8%.压缩粘贴可明显提升密封条内角粘贴质量,且具有稳定的工艺性.     

不同密封材料在高压动密封中的研究

落锤式准动标定装置是一种能力产生类似于半正统压力脉冲的压力发生器,可模拟枪炮膛内压力,进行电测压力传感器和塑性测压器的高压准动态校准,该装置的技术关键是压力发生器的密封性能,该文对国内正在研制的新型落锤动樯装置的密封部分进行了分析,选择了铅和测压油（一种混合油）作间隙密封的密封介质,并在２００～７００ＭＰａ的高压下进行了实验,结果表明,铅的耐高压和密封性能较好,采用铅环填料密封优于测压测垫片式密封     

钻孔密封段密封介质渗漏的探讨

在矿井瓦斯压力测定.煤层瓦斯抽放以及煤层注水中,如何减少泄漏.提高钻孔的密封性具有十分重要的意义.本文应用流体力学.密封材料学.渗流力学.探讨了钻孔密封段密封介质的渗漏机理.得出了钻孔密封介质泄漏量的理论计算公式:并在此基础上深入分析了钻孔密封段密封介质泄漏量大小的影响因素.设计加工了钻孔密封装置并进行了相应的实验,取得了预期的效果。     

路斗士灌缝施工工艺简析

文章对沥青路面裂缝病害进行分析,并对沥青密封胶灌缝施工工艺进行了阐述,为不同等级公路发生的路面横、纵缝的处治提供了借鉴经验。     

冻结孔封孔缓凝水泥浆液封水性能测试方法

首先采用小试件测定了浆液结石体的渗透系数、结石体与冻结管胶结面处单位时间内单位周长的渗流量(水力梯度i=1时)和结石体与冻结孔胶结面处单位时间内单位周长的渗流量(水力梯度i=1时),然后基于上述小试件渗透性能指标进行理论分析,得出了封孔结石体的封水性能理论计算公式;最后通过物理模拟试验,对上述理论计算公式进行了验证,结果表明：进行小试件渗透性能指标测试后,通过理论计算判定封孔结石体的封水性能的方法是可行的。     

软填料密封机理浅析

软填料密封结构简单,历史悠久而应用广泛,但对软填料密封的密封机理并没有完全认识清楚。本文浅析了软填料密封的密封机理,并澄清了有关软填料密封机理的一些模糊认识。     

涡轮增压器甩油环密封性能研究

针对涡轮增压器压气机叶轮背部压力低于轴承腔内压力导致的漏油问题,对压气机端密封部件建模,仅保留甩油环部分,建立不同结构甩油环的两相流动模型。模型采用多运动参考系描述各组件运动,分析不同结构甩油环在不同转速、负压下的工作效果,分析不同结构甩油环的作用机理,并通过优化甩油环结构改善其工作性能。研究表明:高速条件下,离心泵甩油环相较于一般甩油环,有效改善了造成漏油的压力分布,转速越高,效果越好,但其压力分布曲线呈现明显的S形,压力分布不均匀限制了其极端工况下的密封性能;改进结构的甩油环的流域压力分布较均匀,但压降幅度较低,当负压比较低时,改进结构甩油环的性能不如离心泵甩油环。通过对甩油环的计算分析及结构优化,提升了甩油环的工作性能,为涡轮增压器压气机端密封性能的改进提供了一种新的思路。     

减速机常见密封装置的改进

介绍了减速机常见的密封方式,以及目前这种密封方式存在的问题,提出了对其密封结构进行技术改造的方案。     

垫片密封的模糊可靠性分析方法

在充分考虑垫片密封的随机性和模糊性的基础上,提出了垫片密封的模糊可靠性的基本概念;并从反应论模型出发,依据模糊概率理论,对垫片密封的模糊可靠性设计计算方法进行了初步的探讨,并且导出了相应模糊可靠性的计算公式和Monte carlo计算机程序框图.