高压低速干摩擦机械密封性能的研究
高压、低速干摩擦状态是机械密封使用比较苛刻的工况之一。对此类密封，目前的研究相对较少，缺乏相关的成熟理论基础和实验数据。本文根据工业生产镍的实际工况和工作参数，提出高压、低速、无液体润滑工况下的干摩擦机械密封。该机械密封的泄漏特性、端面温度、磨损程度及使用寿命均与润滑状态下有较大差别。
本文利用ANSYS有限元分析软件，采用整体接触法建立有限元模型，分析WC和WC以及WC和石墨两种配对的端面接触情况，得出密封环端面位移、接触变形、端面应力和接触压力，最后分析其对密封性能的影响。结果表明：WC和石墨配对的密封端面完全接触，接触压力和端面应力分布较为均匀；WC和WC配对的密封端面外侧接触，形成接触区和开口区，且在接触区有应力集中。
本文通过搭建了干摩擦密封试验装置，进行了WC/WC和WC/石墨两种配对的密封性能的试验研究。在试验中改变密封的结构参数和操作参数，如载荷系数、密封介质压力和主轴转速等，并对摩擦副的表面形貌进行了观察和分析，研究在干摩擦工况下影响密封性能的主要因素。结果表明：载荷系数对密封的泄漏量有较大影响，当载荷系数小到一定程度时，密封不稳定；WC和石墨配对密封性能稳定，密封寿命较长。
在高压、低速、无液体润滑工况下，WC和石墨配对运转稳定，拥有良好的综合性能，适合于干摩擦机械密封。
机械密封性能;密封试验;干摩擦机;有限元分析;端面接触;综合性能
北京化工大学
硕士
化工过程机械
张秋翔
2009
中文
TH136
67
2010-01-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）