為了研究端面形貌對(duì)核主泵機(jī)械密封各項(xiàng)性能的影響,本文以核主泵流線(xiàn)槽動(dòng)壓機(jī)械密封作為研究對(duì)象。利用微元體積法和平均流模型分析建立考慮端面形貌影響下適合流線(xiàn)槽動(dòng)壓機(jī)械密封性能分析的雷諾方程數(shù)學(xué)模型。建立流線(xiàn)槽的幾何模型和考慮端面形貌的雷諾方程的數(shù)學(xué)模型,用有限差分法進(jìn)行求解和分析,用MATLAB編寫(xiě)計(jì)算程序。研究密封端面的表面粗糙度、表面形貌參數(shù)、液膜厚度和工況參數(shù)對(duì)流線(xiàn)槽動(dòng)壓機(jī)械密封的開(kāi)啟力、泄漏量、液膜剛度和剛漏比的影響,得出相關(guān)變化規(guī)律。為深入分析核主泵動(dòng)壓密封端面潤(rùn)滑摩擦提供理論依據(jù)。主要結(jié)論有:（1）流線(xiàn)槽機(jī)械密封的開(kāi)啟力、液膜剛度和剛漏比隨液膜厚度的增加而減小,泄漏量隨著液膜厚度的增加而變大,雖然泄漏量增加,但泄漏量保持在合理范圍內(nèi),小于1.2 m³/h;在液膜厚度小于4μm的區(qū)域內(nèi),液膜厚度越小,開(kāi)啟力和液膜剛度的變化幅度越大。（2）當(dāng)液膜膜厚和表面形貌參數(shù)為定值時(shí),隨著膜厚比的增大流線(xiàn)槽機(jī)械密封的開(kāi)啟力、泄漏量、液膜剛度以及剛漏比都逐漸減小,最終趨于穩(wěn)定;在膜厚比小于4時(shí),隨著膜厚比的增加,流線(xiàn)槽機(jī)械密封的開(kāi)啟力、泄漏量、液膜剛度和剛漏比減小的幅度很大... 

【文章來(lái)源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁(yè)數(shù)】：80 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

論文結(jié)構(gòu)框架圖

端面形貌對(duì)核主泵流線(xiàn)槽密封性能影響研究62流線(xiàn)槽機(jī)械密封結(jié)構(gòu)2.1機(jī)械密封簡(jiǎn)介2.1.1典型機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)、作用和特點(diǎn)機(jī)械密封是核主泵最為核心的基礎(chǔ)部件，關(guān)系著核主泵能否安全穩(wěn)定的運(yùn)行。機(jī)械密封又被稱(chēng)為端面密封，是一種被廣泛應(yīng)用的旋轉(zhuǎn)軸動(dòng)密封，其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示（以非接觸式動(dòng)壓型機(jī)械密封為例）。機(jī)械密封在工作時(shí)，兩個(gè)密封環(huán)相對(duì)滑動(dòng)，其中動(dòng)環(huán)3是隨軸一起旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)1不隨軸一起旋轉(zhuǎn)，兩個(gè)密封環(huán)相互貼合的端面稱(chēng)為密封端面，兩個(gè)密封端面間隙為0h，其大小一般不超過(guò)15微米，對(duì)于液膜密封的端面間隙一般約為2～10微米。為了保證密封端面在工作期間受到摩擦磨損后仍然有良好的貼合能力，所以機(jī)械密封具有軸向補(bǔ)償能力，具有軸向補(bǔ)償能力的機(jī)構(gòu)被稱(chēng)為機(jī)械密封補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，是由推環(huán)10以及彈簧11所組成的。補(bǔ)償機(jī)構(gòu)一般可以設(shè)計(jì)在靜環(huán)一側(cè)，使靜環(huán)具有軸向補(bǔ)償能力。在靜環(huán)1周向上的靜環(huán)座4與防轉(zhuǎn)銷(xiāo)12相互定位，防止靜環(huán)跟隨軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)。在動(dòng)環(huán)3上的傳動(dòng)銷(xiāo)6與軸套5相連接，使動(dòng)環(huán)隨著軸一起旋轉(zhuǎn)。在動(dòng)環(huán)3或靜環(huán)1相對(duì)密封端面上精細(xì)加工出一定深度和形狀的型槽單元2，型槽單元2均勻分布在動(dòng)環(huán)或靜環(huán)密封端面上，其一般為6～30個(gè)。1、靜環(huán)2、型槽單元3、動(dòng)環(huán)4、靜環(huán)座5、軸套6、傳動(dòng)銷(xiāo)7、軸8、公差環(huán)9、壓緊套10、靜環(huán)推環(huán)11、彈簧12、防轉(zhuǎn)銷(xiāo)圖2.1機(jī)械密封原理圖Fig.2.1Mechanicalsealschematic

端面形貌對(duì)核主泵流線(xiàn)槽密封性能影響研究8表2.1核主泵用機(jī)械密封常用串聯(lián)型式Tab.2.1Commonlyusedseriestypeofmechanicalsealfornuclearmainpump類(lèi)型組合型式第一級(jí)第二級(jí)第三級(jí)1流體靜壓型接觸式接觸式2流體靜壓型流體動(dòng)壓型流體動(dòng)壓型3流體動(dòng)壓型流體動(dòng)壓型接觸式4流體動(dòng)壓型流體動(dòng)壓型流體動(dòng)壓型（1）流體靜壓型機(jī)械密封1、三級(jí)密封2、二級(jí)密封3、一級(jí)密封圖2.2主泵流體靜壓型機(jī)械密封結(jié)構(gòu)Fig.2.2Hydrostaticpressuretypemechanicalsealstructureofmainpump流體靜壓型機(jī)械密封包括徑向臺(tái)階型和徑向收斂型等。在正常工作時(shí)，動(dòng)環(huán)和靜環(huán)端面間保持一層微米厚度且穩(wěn)定的潤(rùn)滑液膜，依靠端面流體的靜壓力起到承載作用，而與動(dòng)環(huán)是否旋轉(zhuǎn)無(wú)關(guān)。這層液膜保持了動(dòng)環(huán)和靜環(huán)兩密封端面不直接接觸、避免產(chǎn)生了磨損，同時(shí)又起到對(duì)系統(tǒng)冷卻和潤(rùn)滑的作用。圖2.2為核主泵用流體靜壓型機(jī)械密封最常見(jiàn)的三級(jí)串聯(lián)密封結(jié)構(gòu)形式[33]：主密封為第一級(jí)密封，密封介質(zhì)入口處壓力（大約為15.5Mpa）由一級(jí)密封全部承擔(dān)，密封端面上有一定大小的收斂錐度，來(lái)提高機(jī)械密封工作的穩(wěn)定性，該級(jí)密封的泄漏量較大；第二級(jí)密封一般為流體動(dòng)壓型或者接觸式機(jī)械密封，該級(jí)密封承受的壓力較小，壓力降至0.02MPa，泄漏量也大大減小，主要實(shí)現(xiàn)對(duì)第一級(jí)密封泄漏密封，承擔(dān)備用密封的作用。在一級(jí)密封失效后，二級(jí)密封能夠在較短的時(shí)間內(nèi)承受系統(tǒng)的內(nèi)部全部壓力以及控制泄漏量，為裝置更換部件和檢修提供寶貴時(shí)間；而第三級(jí)密封大多為接觸式機(jī)械密封，

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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