倾斜柱塞结构和球面配流副因结构紧凑、抗倾覆力矩强等优点广泛应用于重载柱塞泵,随着工程技术的发展及高端制造业需求,柱塞泵的使用压力逐渐提高,油液泄漏加剧,设计间隙和容积效率成为评价柱塞泵性能好坏的重要指标。以倾斜柱塞和球面配流结构的重载柱塞泵为研究对象,分析柱塞的运动学特性,研究倾斜柱塞副泄漏、球面配流副泄漏和滑靴副泄漏的理论方程。结果表明,倾斜柱塞副的泄漏随配合间隙及柱塞腔压差增大而增大,球面配流副泄漏间隙主要与动力黏度、泵工作压力及缸体角速度相关,滑靴副的泄漏主要和柱塞阻尼孔长度和阻尼孔直径相关。最终,通过泄漏试验验证了理论结果的准确性,理论值与实验值误差不超过8%,为重载柱塞泵的结构设计与性能优化提供理论基础。

为研究非金属热塑性材料的迷宫密封齿变形对密封性能的影响,建立考虑齿变形的迷宫密封泄漏特性瞬态流固耦合数值求解模型,在验证数值求解模型准确性的基础上,分析不同进出口压比下,酚酞聚芳醚酮(PEKC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚醚砜酮(PPESKca30)3种材料的迷宫密封力学特性及泄漏特性。研究结果表明:考虑齿变形的密封流场中最后一节齿顶处的压力要低于其相同工况下未考虑齿变形的流体压力,而速度则恰好相反;在不同进出口压比下,密封齿受到气流力作用发生变形,密封径向间隙增大,导致泄漏量增加了6.6%~30%;当进出口压比相同时,材料的弹性模量越大,密封齿变形越小,封严性能越好;研究的3种材料中,PPESKca30的变形量最小,密封泄漏量最少;密封件最大变形量均出现在齿顶位置,且从其齿顶位置向齿根方向逐渐减小;密封件等效应力的最大值均分布在齿根位置,且...

采用有限元分析与计算流体力学相结合的方法,建立了考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏流动特性求解模型,设计搭建了基于柱面圆周摩擦形式的刷式密封摩擦磨损特性实验装置,实验研究了刷丝与转子间正压力特性,在实验验证数值计算准确性的基础上,研究了刷丝磨损对刷式密封泄漏流动特性的影响规律。研究结果表明从刷丝束上游到下游,刷丝与转子间正压力和刷丝磨损长度均先减小后增大;刷丝磨损长度随干涉量、刷丝直径的增加而增大,随压比、刷丝长度的增加而减小。考虑刷丝磨损的刷式密封泄漏量随压比、干涉量、刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度的增加而减小。提出泄漏量变化率表征刷丝磨损对刷式密封泄漏特性的影响程度,泄漏量变化率随刷丝直径的增加而增大,随着刷丝长度和压比的增加而减小;在压比为2.5的工况下,当刷丝直径从0.09 mm增至...

利用流体动力学计算软件Fluent,应用RNG k-ε模型和SIMPLE算法,研究了迷宫密封内部的三维流场。对比分析了有圆形凹槽和无凹槽两种结构迷宫密封内部的流场情况,并对齿尖的左侧、右侧、双侧进行切角改变齿形结构,研究其泄漏特性。研究结果表明:有圆形凹槽结构的迷宫密封的泄漏量小于不含凹槽结构的泄漏量;对齿尖进行右侧75°切角时能使气体能量快速耗散,有利于减小迷宫密封的泄漏量。

高参工况下密封环的弹性变形在一定程度上会影响密封性能。以波度端面机械密封为研究对象,考虑空化效应和弹性变形,对高速波度端面机械密封液体泄漏特性开展理论研究。采用有限差分方法数值求解密封的压力分布、开启力和泄漏量,重点分析密封端面波度几何参数以及密封工况参数对开启力和泄漏率的影响规律。结果表明:高速工况下波度密封端面空化加剧以及端面变形,使得密封端面承载力减小;当表面波度幅值较小时,考虑弹性变形时的密封开启力大于不考虑弹性变形时的密封开启力,而表面波度幅值大于0.2μm之后,两者呈现相反的结果;考虑弹性变形时的密封泄漏率则均大于不考虑弹性变形时的密封泄漏率;在弹性变形影响下,波度端面机械密封的密封性能主要受密封压力和密封间隙的影响;随着密封压力的增加,密封泄漏率增加;随着密封间隙的增加,...

蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏特性和封严机理研究是其应用于透平机械动静间隙流动控制的基础。采用试验测量的方法研究了静止状态下不同压比(1.05~2)和密封间隙(0.6 mm、1.2 mm)的蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏量。在此基础上,采用数值求解三维Reynolds-Averaged Navier-Stokes(RANS)和SST k-ω湍流模型的方法分析了蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏流动特性,同时开展了不同转速(0、1500、3000、6000 r/min)对其泄漏特性影响的研究。在试验工况范围内,数值模拟得到的泄漏量与试验值吻合,数值方法的准确性得到验证。研究表明:蜂窝面单齿迷宫密封的泄漏量随着压比的增大而增大,但泄漏量增加的趋势在减弱,蜂窝面单齿迷宫密封在大压比工况下具有良好的封严性能。密封泄漏系数随密封间隙增大而增加,最高增加了14%。在研究的转速工况范围内,转速对蜂窝面单齿迷宫密封泄漏量的影...

考虑温度的影响,建立浮环密封力学特性流固热耦合数值求解模型,在验证计算方法准确性的基础上,研究浮环密封的流场特性,以及石墨烯、石墨、铝合金以及碳化硅4种材料的浮环密封在不同进口压力、温度时的力学特性。结果表明:浮环密封在偏心时,由于楔形间隙的存在,气流经过这种结构产生流体动压效应,在较薄的流体域一侧形成局部高压区,较厚的一侧压力无明显变化,而温度沿轴向方向逐级升高,且偏心率越大,偏心位置的温度越大;浮环密封流体域温度随着进口压力的升高而降低,因温度影响材料的属性,使得不同材料的浮环密封结构对温度会很敏感;不同材料浮环密封的变形量随进口压力的增加而减小,应变也随着进口压力的增加而减小;4种材料浮环密封的变形量与应力均随着进口温度的增加而增大。

根据某型汽轮机迷宫轴封的泄漏特性进行了蜂窝轴封的改进设计，以及蜂窝轴封的泄漏特性和影响因素的研究。介绍了透平机械密封技术的研究进展。根据汽轮机迷宫轴封的结构特点，对高低齿迷宫密封的短齿部分改进设计成蜂窝结构，将传统的迷宫轴封设计成蜂窝轴封，并采用数值方法研究改进的蜂窝轴封泄漏特性。数值分析了传统迷宫轴封的泄漏特性。比较了不同间隙、不同芯格尺寸的蜂窝密封的泄漏特性，得出了最佳蜂窝密封尺寸。蜂窝轴封的最佳设计方案是径向间隙0．50mm，蜂窝芯格直径是2．75mm。

本文针对轴配流式曲轴加杆工液压马达配流副泄漏形成机理进行理论研究，对轴配流泄漏特性作了深入细致的分析，建立了配流副的泄漏数学模型，通过相应的仿真研究，获得了其泄漏脉动规律，最后分析了泄漏脉动对马达低速稳定性（爬行）的影响。

动力卡盘是机床夹具的重要部件,针对现有动力卡盘用液压回转油缸的配油问题,提出一种用液压滑环配油的新型液压回转油缸方案,将圆弧深槽端面油膜密封技术应用到液压滑环中,并在考虑粘度变化情况下对密封端面处的泄漏特性进行理论分析.通过实验证明,理论分析是正确的,并可以将液压回转油缸的转速提高到10 000 r/m,为液压回转油缸的实际应用提供了参考.