涡轮水力振荡器密封结构特性分析及优化

简介

为提高涡轮水力振荡器所使用的PTFE弹簧蓄能密封圈密封性能,该文对所设计的PTFE外壳和内部支撑弹簧组成的密封结构进行结构特性分析及优化。基于ANSYS软件、参照密封沟槽国家标准尺寸建立密封结构单周期模型,通过单因素分析弹簧各结构参数及PTFE外壳结构参数变化对密封特性的影响;导入Archard模型对PTFE弹簧蓄能密封圈在装配状态下的动磨损情况进行仿真计算;使用回归分析结合响应面优化法分析各因素对PTFE外壳磨损量的交互影响,并通过响应优化计算出最优参数组合。结果表明,在密封结构压缩1 mm、金属带截面厚度为0.3 mm、金属带截面宽度为1.9 mm、蓄能弹簧截面直径为4.5 mm、PTFE外壳厚度为0.8 mm为最符合涡轮水力振荡器实际工况需求的密封结构参数组合。