对内压作用下的开口环壳和闭口环壳分别进行了应变力和变形测试,结果表明,Ω型开口环壳内拱开口附近的外表面是环壳最容易失效的地方.塑胶闭口环壳环向载面变形中弧段长度变化最大的是中性线与内拱之间特别是靠近中性线的一段;外拱区的经向弧段长度先随内压的增加而缩短,然后再随内压的增加而伸长,但是内拱区的经向弧段长度一直随内压的增加而缩短,说明外拱区经向拉应力较内拱区的要大.环壳弯曲半径随内压的增大而增大,但其弯曲系数(λ)随内压的增大而减小,降低了环壳的柔性.

目前国内外法兰连接设计计算规则着重在垫片材料上,欧盟标准EN 1591考虑整个法兰—螺栓—垫片系统的完整性和密封性,受压力、温度、外力和外弯矩等载荷的影响。密封环加O形密封圈紧凑型法兰密封结构则完全脱离环形垫片的螺栓法兰连接形式,采用密封环加O形密封圈密封,密封效果不受压力、温度变化影响,可靠性高,且结构尺寸减小,大幅节约材料。

针对密封环接触面之间的润滑问题,基于Reynolds方程,考虑粗糙度的影响,建立在流体动压润滑状态下圆台型表面织构的数学模型,对密封环接触表面在不同织构参数、不同粗糙度参数下润滑膜压力大小及分布情况进行研究。采用有限差分法、牛顿迭代法研究不同润滑介质下,圆台型微凹坑的几何参数及粗糙度参数对润滑膜平均压力的影响,并与理论数值结果进行对比验证。结果表明:密封环端面的平均膜压随圆台型织构间距、小径的增大而减小,随织构大径的增大而增大;存在最佳织构深度使平均膜压最大;润滑介质黏度越大,密封环端面平均膜压越大;粗糙峰峰高越大,端面平均膜压越小,而粗糙峰波长对端面平均膜压的影响较小,因此粗糙峰应尽可能小;存在织构参数、粗糙度参数的最优组合使润滑膜平均压力值达到最大。

为预测重载越野车辆传动系统中密封系统的流固耦合特征,综合考虑密封环在微小约束空间内的受力状态以及密封间隙流场中的流动特点,建立了密封环双向流固耦合数值模型并提出了求解策略。采用多物理场代码耦合工具MpCCI联合FLUENT与Abaqus软件对旋转密封系统进行双向流固耦合数值计算,获得了旋转密封间隙流场中油液的流动状态。分析了密封环变形对密封系统泄漏量和密封环摩擦转矩的作用特征,通过双向流固耦合的动态模拟考察了传动系统工况对密封环性能的影响。利用车辆传动系统密封环综合性能试验台进行了密封性能的试验测试,对比发现计算值和试验值的变化规律具有一致性,验证了密封流固耦合数值模型及其计算结果的正确性。

为减少高压高剪切率下热效应对密封环缝隙流体润滑性能的影响,以密封环缝隙流体剪切速度梯度、壁面剪切应力和油膜温升表征摩擦副润滑性能,采用RNG k-ε湍流模型,通过Workbench建立流-固-热多场模型,计算得到不同主轴转角下缝隙流动形态变化规律和温升前后油膜厚度变化量、不同L型槽内外径比及长径比下流速流型分布规律、壁面剪切应力、温度分布和热变形量。研究结果表明:密封环L型槽黏性底层随剪切速度增大而增厚,油膜厚度随运动周期增加而变薄;当L型槽内外径比小于1.07时,随比值减小密封环壁面剪切应力不断增大,最大变化率为7%;密封环L型槽长径比在0.19时平均壁面剪切应力达到最大,当长径比继续增大时,油膜区剪切速度梯度逐渐减小,油膜温升和热变形亦随之减小。研究结果可为马达优化以减少能量损失和改善密封环润滑条件提供理论指导和...

水轮机水压式端面工作密封通常受水头、水压、机组运行负荷的影响,密封效果不尽相同,而且随着运行年限的增加,机组磨损会造成漏水加剧,甚至会出现水淹机坑、导轴承进水等事故,对水压式端面工作密封的本体结构进行分析,探究水压式工作密封失效的原因,并提出相应的改造措施。

针对固海扬水工程泵站大型水泵叶轮口缘及密封环配合面在运行中磨损、汽蚀破坏严重,导致整个部件使用寿命短,水泵效率下降快,水泵大修成本高等突出问题,该文对叶轮及密封环局部采用镶钢圈修复、埋弧自动焊补焊修复及自熔合金粉末喷焊技术的修复进行研究。该项技术实用性强,经济效益显著,工艺简便易操作,显著延长叶轮及密封环使用寿命,实现水泵的高效运行和报废部件的再利用。

传统螺旋槽在背风口处有一处明显的低压区,影响螺旋槽的密封性能。为提高传统螺旋槽的密封性能,在传统螺旋槽的基础上提出一种新型螺旋槽结构。该槽型在传统螺旋槽的背风处一侧并列了一个槽根半径不同短槽,且两槽的槽深相等,形成一个槽根较长的新型螺旋槽结构。通过建立传统螺旋槽与新型螺旋槽的几何模型,利用ANSYS仿真软件对2种槽型进行数值模拟。结果表明,新型螺旋槽的开启力、泄漏量及刚度等干气密封性能均优于传统螺旋槽。对流固耦合下的密封环进行应力、变形分析,对比2种槽型密封环在相同操作参数下的流固耦合应力、变形等的差异。计算结果表明:随着转速与入口压力的增加,2种槽型的动、静环最大应力、变形量均呈现上升趋势,且动环的最大应力、变形量始终大于静环,新型螺旋槽的最大应力、变形量始终大于传统螺旋槽。

研制一种填料平面密封装置,利用传统填料密封机理,借鉴机械密封的轴向端面密封结构。对于填料密封而言,压盖轴向施压于填料,经过填料的变形产生作用于轴表面的径向力从而实现密封。对于机械密封而言,一对密封环轴向互相接触和摩擦加上其他辅助部件共同作用实现密封。该新型密封装置,填料对于密封环表面在轴向具有良好的浮动追随性,彼此贴合摩擦润滑良好,而且对轴无磨损,加之其使用方便、价格低廉和密封良好,将会成为未来在旋转轴密封领域的一个有效可行的技术方案。

该文对双作用多级套筒液压缸的活塞密封结构通过试验进行了研究，分析了原有密封结构存在的问题和相关的原因。在原有的密封结构的基础上进行了优化设计，提出了一种新的密封结构方案，将发动机的活塞环和带有橡胶弹性体支撑的改进的PTFE密封环有机结合．并给出了对照试验结果，为双作用多级套筒液压缸的活塞密封结构的设计提供了很好的借鉴。