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机械密封热变形的控制
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机械密封面的热变形导致密封端面向着环形方向偏转,呈锥形收敛状正的热变形偏转亦已证
明,通过几何形状的控制,可以使静环部分的热变形偏转幂明显,或者将静环设计具有扩散锥彤,得
到负的热偏转变形。后一种情况,该静环可与等于正热偏转变形的一般机械密封动环面配用, 以致可
使最终的偏转变形量趋于零。由于使用了液膜厚度探飒装置,对液膜几何形状直接测定,从而使这一
原理得到了实际的证明。
众所周知,
决于密封端面间液膜的几何形状。因此,为了自然地保持一个几乎平行的形状。若能在设计
减少泄漏和磨损,科研人员大量研究了直接控中消除或减小压力变形和热变形, 就能达到这
制浪膜的方法. 个目的. 有趣的是,根据机械密封在可变工况
在设计过程中,
热负荷所引起的变形。这商种变形使密封端面出这样一个结论:理论上若能减小压力变形和
形成锥面,从而对流体静压力产生影响。通常热变形, 就能得到互相平行的端面。
采用数值计算方法来分析密封端面的变形。目控制或消除压力变形的技术现已很成熟
前,实际测量值已经验证了其计算分析结果。了, 但热变形却不易消除。通常用于减小热变
人们认识到,收缩锥形形的方法有, 降低密封端面的温升. 使用低膨
其液膜厚度随端面压力降低而减小, 胀系数的材料和在密封边界处绝缘. 而且,通
可经常用于允许有一定泄漏量的非接触密封过对热变形的机理研究得出, 合理设计机械密
中。试验证明,在很多使用接触密封的情况下, 封轴截面的形状. 在所使用的条件下是能够控
要想获得成功的密封, 必须减小密封环端面之制热变形的。这个原理已被试验所验证。
间的变形。在稳定工况下,减小变形的方法是, . 热变形的影响
在设计点要控制压力变形和热变形之间的互相对于外压式机械密封, 因端面之间互相摩
补偿,以保持满足性能要求的几乎平行的液膜。擦而产生热变形,导致密封端面成收缩锥
但是机械密封通常处于一种工作压力和转速变形. 和压力变形的影响一样, 当端面载荷由机
化的不稳定工作条件下,或尽管机械密封处于械力和流体压力组成时,在变工况下,密封端
稳定工况下, 但有可能偏离设计工况因此, 面的热变形将会加剧磨损。图表示加剧磨损
机械密封经常会导致设计的液膜变化, 产生额的机理, 同时还表示从混合摩擦模型导出的性
外的泄漏和磨损。能变化。图上的点表示在高压载荷下热变形
有两种选择可以改善机械密封性能和可靠的初始机械密封的端面是相互平行的, 且无磨
性。一种方法是采用一个灵敏的外部控制系统, 损忽略压力变形。热变形增加了流体静压力.
通过某些测量参数的反馈信息来调整液膜几何
密封端面间液膜呈锥形收敛。为压力和热力
形状. 当然, 这要取决于液膜检测的精度和辅所致。“变形两字统称并包
助设备的可靠性;另一种方法是设计一种机械含这一概念——编者琏
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致使摩擦比平行端面要小在此工作点运行一计的结构中,由于环『占】