激光加工多孔端面機(jī)械密封性能研究及結(jié)構(gòu)優(yōu)化.pdf

1、激光加工多孔端面機(jī)械密封是一種新型密封，它是在普通機(jī)械密封的端面上加工出微米級(jí)的小坑孔，能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸，具有良好的潤滑性能和密封性能。然而，目前對(duì)激光加工多孔端面機(jī)械密封的研究很少有文獻(xiàn)報(bào)道。本文通過建立激光加工多孔端面機(jī)械密封的理論分析模型，采用有限差分法求解雷諾方程，獲得在給定工況下泄漏量、摩擦功耗等密封性能參數(shù)數(shù)值，并分析不同微孔深度hp和微孔密度Sp對(duì)其密封性能參數(shù)的影響規(guī)律，得到微孔深度hp和微孔密度Sp的最佳值。與此同時(shí)，進(jìn)

2、一步計(jì)算由多目標(biāo)優(yōu)化方法構(gòu)建的液膜剛度與泄漏量之比——協(xié)調(diào)函數(shù)，獲得最佳的端面結(jié)構(gòu)參數(shù)值。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下： 1．建立了激光加工多孔端面機(jī)械密封的流體動(dòng)力學(xué)分析模型，根據(jù)假設(shè)，一個(gè)孔欄上的液膜壓力分布可表征整個(gè)密封面上的液膜壓力。將參數(shù)進(jìn)行無量綱化，采用有限差分法對(duì)激光加工多孔端面機(jī)械密封進(jìn)行了詳盡地分析和參數(shù)研究，并利用VC＋＋、Matlab計(jì)算機(jī)軟件得到了摩擦功耗、泄漏量等密封性能參數(shù)值及剛漏比。 2．對(duì)激光加

3、工多孔端面機(jī)械密封的摩擦功耗進(jìn)行了深入研究，理論推導(dǎo)得到了在密封端面間為液體摩擦?xí)r端面間的摩擦功耗表達(dá)式。通過理論計(jì)算，研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)摩擦功耗的影響。結(jié)果表明，在微孔半徑一定時(shí)，對(duì)微孔深度和微孔密度進(jìn)行優(yōu)化，可使端面間的摩擦功耗最小。 3．理論推導(dǎo)得到了激光加工多孔端面機(jī)械密封的泄漏量計(jì)算公式，并進(jìn)行了理論計(jì)算與分析，結(jié)果表明：微孔深度和微孔密度對(duì)密封端面間的泄漏量有很大影響。因此，為了增大密封動(dòng)壓效應(yīng)，降低能耗，減少泄漏量，