在过去的一百三十多年间,机械密封技术从一项无人问津的专利逐步发展为化工、石油、动力、轻工、原子能、宇航等工业领域重点关注的高精尖技术。为揭示机械密封技术发展进步的内在逻辑,追溯了其发展历程,透过其不断拓展应用领域和范围、不断提升使用性能的现象,以驱动其进步的关键逻辑思想为研究重点,剖析了各阶段机械密封技术进步的逻辑要点,再现了人们探索机械密封技术进步时的逻辑考量,并据此预测了机械密封技术的发展方向。

以少量常压煤油介质条件下涡轮泵用球面装配机械密封为对象,通过实验测试分析端面磨损形成机理。设计实验工装,实现金属环截面9点温度矩阵和石墨环座3位置轴向位移的测试,得到两种弹簧力条件下温升和位移演变数据,并对磨损端面进行光学显微观测和径向轮廓测量。结果表明:磨损深度以内径处最大,至靠近外径处一定宽度内无磨损;随转速的升高密封环轴向及径向温度梯度不断增大;两工况下密封环倾转热变形造成的端面间隙锥度约为2.5 mrad和7.5 mrad。对于该型式密封,有必要通过端面开设流体动压槽以形成主动泵入润滑等方法来改善流体静压润滑效应缺失造成的严重磨损。