针对双浮动密封橡胶O形圈接触过程应力的变化,建立双浮动密封二维轴对称非线性接触模型;利用有限元方法对O形圈进行应力计算,分析O形圈在不同压缩率、不同浮封座和浮动环的斜面角度及不同摩擦因数下的应力变化情况。结果表明:橡胶O形圈各应力最大值随压缩率的增加呈线性增大,O形圈内高应力分布区域随压缩率的增加而增大,并由接触部位附近向其中间位置扩散;摩擦因数对O形圈各应力影响很小,而浮封座和浮动环的斜面角度对O形圈等效应力和接触压力影响较大;随着浮封座斜面角的增加,等效应力总体趋于减小,接触压力先减小后缓慢增加,而剪切应力整体变化较小;随着浮动环斜面角的增加,等效应力、接触压力呈递增趋势,剪切应力曲线上下波动,但整体变化不明显。确定双浮动密封浮封座和浮动环斜面角度最优值,为双浮动密封结构设计提供了指导...

收集了国内石化领域中压缩机、泵、釜和搅拌器4种应用平台4类机械密封的故障数据415例,通过建立各类机械密封可靠性模型,分析了机械密封在不同应用平台的可靠性水平。研究结果表明:机械密封寿命符合威布尔分布规律,形状参数m=1.12~4.72,弹簧接触式机械密封在4种应用平台上的平均寿命由小到大依次为搅拌器、压缩机、泵、釜;泵平台的3类密封平均寿命由小到大依次为机械与干气组合密封、液膜密封、弹簧接触式密封。

基于已设计的变工况机械密封为研究对象,建立机械密封二维轴对称模型,采用有限元的方法对变工况下接触式机械密封的动环、静止环进行热力耦合计算,分析密封环端面温度以及密封环端面轴向变形随介质压力和转速的变化规律,并进行试验验证结构设计合理性。结果表明:密封环端面的温度和最大温差,随着介质压力和转速的增大而增大;该结构的密封在运转时,由于热变形占主导作用,密封端面易形成正锥度,且随着压力和转速的升高而不断增大。经运行试验表明,该结构的机械密封在变工况下未出现可见泄漏,具有良好的密封性能。

该文通过模拟高速齿轮箱的喷油润滑工况,采用试验的方法研究机械密封在高速齿轮箱轴端密封领域应用的可能性。试验表明:在低速工况时,端面无织构的机械密封具有良好密封性能,但不适用于高速工况;上游泵送螺旋槽机械密封无论在低速和高速工况下,都具有良好的密封性能。通过对比密封端面有槽与无槽时端面的温度,发现端面带有上游泵送螺旋槽的机械密封端面温度要远低于端面无槽时的端面温度,且端面温度随着转速的升高呈缓慢增长趋势,这是因为上游泵送螺旋槽的上游泵送效应随着转速的升高而增强,增加了端面间液膜厚度,减少了端面产生的摩擦热,有效抑制了密封端面的温升。因此该类机械密封在高速齿轮箱的轴端密封领域具有良好的应用前景。

针对低压气态螺旋槽上游泵送机械密封,采用有限差分法建立密封端面润滑分析模型,研究单螺旋角、双螺旋角螺旋槽对密封性能的影响规律。分析结果表明,在低转速时,端面间的开启力、气膜刚度随着螺旋角的增大,不断下降,而泄漏量不断增大;在高转速时,端面间的开启力、气膜刚度随着螺旋角的增大先增大后降低,而泄漏量先减小后增大;双螺旋角螺旋槽在密封端面形成的最大开启力优于单螺旋角,且工作面螺旋角大于背面螺旋角时,更易获得较大的端面开启力。该文研究内容可为螺旋槽上游泵送机械密封结构优化提供更多方向。

该文针对在缺失大量失效统计数据时获得机械密封失效概率非常困难的状况,采用专家经验法对机械密封发生失效的基本事件进行定性判断,并采用模糊集理论,对专家给出的机械密封失效基本事件的失效概率进行定量分析,综合判断机械密封失效的基本事件的发生概率,获得基于专家经验法分析机械密封基本事件失效发生的概率值,指导机械密封的故障诊断,获得机械密封可靠性评估的基础数据。同时该方法可为研究机械密封可靠性提供一种研究思路。

随着社会发展，能源消费日渐攀升，能源的精细化管理和研究对于国家发展有着越来越重要的战略意义，特别是对于先前较少关注的能源消耗领域需要重点关注，机械密封就属于这一范畴。该文根据生产实践和理论计算，对于机械密封的功耗计算、特殊工况功耗进行了理论和试验研究，发现在部分工况下，机械密封实际运行功耗与理论计算值有着较大的差距，相关结果对于机械密封设计和工程实践有一定的指导意义。

针对高温导热油旋转接头的工作特点及工况参数，提出了高温旋转接头的结构设计、材料选择、密封参数计算等方法，利用有限元软件对外管体、密封环、端盖的温度场及力热耦合变形进行分析与优化设计，并进行了试验验证。研究结果表明，所设计的旋转接头完全能够满足高温工况下的使用要求。

该文分析研究了机械密封在运行过程中的失效现象,以及这些失效现象发生的原因和机理。提出了机械密封运行过程中的合理维护措施,使机械密封保持良好的密封性能,为其拥有长寿命提供了保证。

该文通过对某型高压海水泵机械密封失效机理的分析,优化设计出了符合其实际运行工况的机械密封产品。该机械密封产品在高压海水泵上的长周期可靠运行,为正常的生产活动提供了保证,也进一步证明了设计的合理性。