中压机械密封端面接触状态和应力研究.pdfVIP

2016年 1月 润滑与密封 Jan．2016 第41卷 第 1期 LUBRICATION ENGINEERING Vo1．41No．1 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2016．O1．002 中压机械密封端面接触状态和应力研究 李双喜 黄克松 蔡纪宁 张秋翔 符通辉 (北京化工大学机电工程学院 北京 100029) 摘要：密封端面间的接触状态和应力分布影响着密封端面的磨损和变形，对机械密封的寿命和密封性能尤其重 要。为研究密封端面间的接触状态和应力分布，建立机械密封动环、静环和静环座完整准确的双接触对有限元模型， 分析工作压力、静环高径比 (静环高度和外径的比值)、载荷系数和静环辅助O形圈内径比 (O形圈的内径与机械密 封平衡直径的比值)等参数对接触状态和应力分布的影响规律，得到密封端面间的接触状态和应力分布。结果表明： 工作压力较低时端面接触应力分布均匀。端面全接触；但压力较高时接触应力分布可能不均匀，且工作压力越高分布 均匀性越差．端面接触面积越小；静环高径 比、载荷系数和静环辅助 O形圈内径 比等参数的增加会使接触应力分布更 均匀，接触面积增加，端面最大接触应力减小，有利于密封的运转。 关键词：机械密封；密封端面；接触应力；接触状态 中图分类号：TB42 文献标志码：A 文章编号：0254—0150(2016)0卜010-05 Study0nC0ntactStateandPressure0fM ediBill — PressureM echanicalSeals LIShuangxi HUANG Kesong CAIJining ZHANG Qiuxiang FUTonghui (CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，BeijingUniversityofChemicalTechnology，Beijing100029，China) Abstract：Thecontactstateandstressbetweenthemechanical seal faceaffectthewearanddeformationofseal surface， andtheyareveryimportantforthemechanical seal’Slifeandsealingperfomr ance．Tostudythecontactstateandstress distributionofthemechanical sealface，thecompleteandaccuratefiniteelementmodelwasestablishedofrtwocontact pairsofrotatorring，statorringandstatorringseat．Theinfluenceofworkingpressure，statorringheightdiameterratio (theratioofstatorringheightandouterdiameter)，loadfactor，andO-ringpositiondiameterratio (theratioof0一ring insidediameterandthebalancediameterofmechanicalsea1)onthecontactstateandstresswasanalyzed，andtheface contactstateandstressdistributionwereobtained．Theresultsshow thatthecontactstressdistributionisunioftinatlow workpressureandthefaceisfullcontact，whiletheconta