氣體潤(rùn)滑非接觸式機(jī)械密封動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、提出一種同時(shí)考慮氣體潤(rùn)滑非接觸式機(jī)械密封端面徑向錐度、周向波度以及靜環(huán)靜態(tài)角偏差的理論模型。利用自行開發(fā)的有限元程序求解穩(wěn)態(tài)雷諾方程，得到了端面氣膜壓力分布，計(jì)算了開啟力、泄漏率、穩(wěn)態(tài)氣膜剛度系數(shù)等穩(wěn)態(tài)特性參數(shù)。利用小擾動(dòng)法及有限元法計(jì)算了密封平衡位置處氣膜線性化的剛度系數(shù)和阻尼系數(shù)。通過求解密封三自由度齊次運(yùn)動(dòng)方程對(duì)密封進(jìn)行了線性化穩(wěn)定性分析，給出了密封軸向和角向穩(wěn)定性門檻值。研究了不同參數(shù)對(duì)密封穩(wěn)態(tài)特性及氣膜動(dòng)態(tài)特性的影響。密封穩(wěn)態(tài)

2、分析表明，中、高速下端面過度變形以及較大的靜環(huán)靜態(tài)角偏差會(huì)導(dǎo)致密封因過度泄漏或端面接觸而失效。密封動(dòng)力學(xué)分析表明，高速下負(fù)錐度和較大的靜環(huán)靜態(tài)角偏差會(huì)使角向氣膜阻尼系數(shù)出現(xiàn)負(fù)值，從而使角向微擾運(yùn)動(dòng)不斷擴(kuò)散；波度的存在使氣膜軸向和角向運(yùn)動(dòng)互相耦合，給密封穩(wěn)定性分析帶來困難。密封穩(wěn)定性分析表明，高速下密封會(huì)因高頻微擾而出現(xiàn)動(dòng)態(tài)不穩(wěn)定，而低速下密封始終保持動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；支撐剛度及阻尼有利于提高密封動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性；錐度的存在使密封軸向穩(wěn)定性臨界值明顯