液態(tài)烴泵機械密封性能與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究.pdf

1、針對烴泵雙端面密封易損壞的特點，結(jié)合生產(chǎn)中的實際工況，對雙端面密封中的主密封出現(xiàn)液膜潤滑與干摩擦的這兩種工作狀態(tài)進行研究。本文利用ANSYS有限元分析軟件建立密封環(huán)的熱-結(jié)構(gòu)耦合穩(wěn)態(tài)模型，并對密封性能進行分析，對結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。
　　在液膜潤滑的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析中，對熱與結(jié)構(gòu)進行直接耦合，分析碳化鎢分別為動靜環(huán)在工作中的接觸情況，以及碳化鎢和石墨為動靜環(huán)的接觸情況，通過數(shù)值模擬分析以后得出下面幾個結(jié)果：動環(huán)和靜環(huán)端面的位移；動環(huán)與靜

2、環(huán)接觸以后，端面的變形情況；端面應(yīng)力和接觸壓力在端面的分布以及其大小，研究各種參數(shù)對密封性能的影響。經(jīng)過分析，得到以下幾個結(jié)論：碳化鎢與石墨配對的密封環(huán)端面最高溫度高于碳化鎢與碳化鎢配對的密封環(huán)，碳化鎢與石墨配對的密封環(huán)端面間有收斂的間隙，開口向外，端面內(nèi)部接觸，接觸應(yīng)力最大值在端面內(nèi)徑處，應(yīng)力值隨著半徑的增大逐漸增大；碳化鎢與碳化鎢配對的密封環(huán)端面接觸良好，但是在密封環(huán)內(nèi)徑處有應(yīng)力集中現(xiàn)象。
　　在干摩擦的熱-結(jié)構(gòu)耦合分析中，采

3、用自潤滑性比較好，摩擦系數(shù)較低的石墨來作為靜環(huán)，并對碳化鎢與石墨的密封環(huán)組合進行分析，同樣得出上一段中的幾個研究參數(shù)：端面位移，接觸變形、端面應(yīng)力和接觸壓力，并且分析某些參數(shù)改變以后，密封端面間間隙的大小，確定其作為干摩擦研究對象的可行性，為干摩擦密封的實驗研究打好理論基礎(chǔ)。
　　在結(jié)構(gòu)優(yōu)化方面，從接觸的均勻性與接觸類型兩個角度出發(fā)，對靜環(huán)進行倒角，然后借助ANSYS軟件對新模型進行數(shù)值模擬，得到的結(jié)果是：密封端面應(yīng)力集中消除，端