机械密封环端面各向异性分形接触分析
机械密封橡胶静环端面比压与变形量关系
润 滑 与 密 封
Ｌ ＵＢＲＩ ＣＡＴＩ ＯＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ａｐ ｒ ． ２ ０１ ５
Ｖｏ １ ． ４ ０ Ｎｏ ． ４
第４ ０卷 第 ４期
ＤＯ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ４ — ０ １ ５ ０ ． ２ ０ １ ５ ． ０ ４ ． ０ １ ４
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机械密封性能的优化设计与分析
机械密封性能的优化设计与分析机械密封是工业生产中常用的密封方式之一，广泛应用于各种设备和工艺过程中。
机械密封的性能关系到设备的可靠运行和产品质量，因此对机械密封性能进行优化设计与分析是非常重要的。
下面将从材料选择、结构设计和工艺优化等方面介绍机械密封性能的优化设计与分析。
首先，机械密封性能的优化设计与分析需要考虑材料选择的问题。
密封材料的选择应根据工作介质的性质、工作条件的要求以及密封件的使用寿命等因素进行综合考虑。
常见的密封材料有橡胶、聚合物、金属等，它们各自具有不同的耐磨性、耐高温性、耐腐蚀性等特点。
在优化设计与分析时，应根据具体情况选择合适的密封材料，以提高机械密封的性能。
其次，机械密封性能的优化设计与分析需要考虑结构设计的问题。
机械密封的结构设计直接关系到其密封性能和使用寿命。
在设计过程中，应首先确定机械密封的工作原理和密封方式，然后根据介质的压力、温度等工作条件来选择合适的结构类型。
常见的结构类型有单端面机械密封、双端面机械密封、外环式机械密封等，它们各自具有不同的适用范围和密封效果。
在设计过程中，还需要考虑密封件的尺寸、接触压力、摩擦力等参数的影响，以提高机械密封的性能。
最后，机械密封性能的优化设计与分析需要考虑工艺优化的问题。
机械密封的工艺优化主要包括密封面的处理、摩擦副的润滑与冷却等方面。
密封面的处理可以采用研磨、喷涂等方式，以提高密封面的光洁度和平整度，减少泄漏的可能性。
摩擦副的润滑与冷却可以通过添加润滑剂、降低工作温度等方式来实现，以减少摩擦力和磨损，延长机械密封的使用寿命。
总之，机械密封性能的优化设计与分析需要综合考虑材料选择、结构设计和工艺优化等方面的因素。
通过合理的选择和设计，可以提高机械密封的密封效果、减少泄漏和磨损，从而提高设备的可靠运行和产品的质量。
同时，还可以降低能源消耗，减少对环境的影响。
因此，对机械密封性能进行优化设计与分析是非常有意义的。
中国获得2017世界摩擦学大会主办权
（ １ ）根据分 形接 触模 型原 理 ，建立 弹 塑性接 触
判断方法 ，得到临界 接触 面积 ｏ ，可知 ａ 。 只 与材料
选 择、特征尺 度系数 Ｇ和 分形维 数 Ｄ有关 ，与接触 载荷和纹理参数无关 。当微 凸体接触面积大 于 ａ 时， ８ ＜ ６ ，为弹性 变形 ；当微 凸体 接触 面 积小 于 ａ 时，
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不同值 时 ，得 到图 ５所示 的关系 曲线 。
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【 ５ 】葛世荣 ， 朱华． 摩擦学的分形 ［ Ｍ］ ． 北京 ： 机械工业 出版社，
２ ０ ０ ５．
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１ １ ３： １— １ １ ．
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２． ５ ： ｌ・ ５ １ ０・ ５
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【 ７ 】王光钦． 弹性力学［ Ｍ］ ． 北京： 中国铁道出版社 ， ２ ０ ０ ８ ． 【 ８ 】Ｍａ ｎ ｄ ｅ ｌ ｂ ｒ ｏ ｔ Ｂ Ｂ ． Ｓ ｔ ｏ ｃ ｈ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｆ ｏ ｒ ｔ ｈ ｅ ｅ ａ ｒ ｔ ｈ ’ ８ ｒ ｅ ｌ ｉ ｅ ｆ ， ｔ ｈ ｅ
２ ０ １ ３年第 ｌ Ｏ 期
周 刚等 ：机械密封环端面各 向异性分形接触分析
５ ９
１ ０ ＭＰ ａ ， ． ＝０ ． ２ ４ 。静 环 材 料 为 硅 化 石 墨 ：Ｅ ２＝
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机械密封的故障分析
机械密封的故障分析一、为什么要开展对机械密封的故障分析国内外的统计表明，机械密封故障占离心泵故障的50%~70%。
机械密封故障中老化性故障仅占总数的10%~30%，绝大部分故降属事故性故障。
事故性故障是我们分析研究故障的对象。
事故性故障是指一个或几个密封零件没达到预计的使用寿命便丧失了功能，泄漏量超过了允许值。
需经维修处理，密封性能得到恢复。
显然，离心泵的维修工作重点是抓好机械密封的维修。
经过长期的实践，人们得出结论:流体机械的可靠性，主要取决于密封的可靠性。
提高密封的可靠性，.便可大大减少离心泵的故障率，延长设备使用寿命，提高设备的利用率，维修费用和生产成本均可下降，有利于生产的长期运行，经济效益和社会效益都是显著的。
如何减少故障的发生是个重要的课题。
而故障分析是技术改进和减少故障的一种行之有效的科学手段。
通过对故障现象和磨损痕迹的分析和研究，找出故障的原因，再做特定的改进，使其日趋完善。
因此有人说一切改进来自故障分析，故障分析是技术进步的阶梯。
我们要很好地利用故障分析这一工具，借以提高我国的机械密封技术水平。
二、进行故障分析需做好哪些基础工作首先要了解“问答183”中所列的各项内容。
此外还要了解密封的结构型式(如平衡型还是非平衡型)、轴径、各零件的材料和制造厂，密封腔中的压力和温度、采取何种冷却方式、有无冲洗及冲洗的方式、有无过滤器，安装和使用时何及寿命、安装者和操作员的技术水平等。
三、怎样进行故障分析1)进行故障分析的人员要具备两个条件:一是有一定的基础知识;二是有丰富的实践经验。
此外，还要热爱本职工作，深入现场实际亲自开展故障分析，不能道听途说。
还要将密封的故障分析和机泵维修工作结合起来，不能将两者割裂开，只有这样才能收到良好的效果。
2)做好机泵维修和故障分析的记录。
至少应建立机泵运行台帐、机泵维修台帐和密封故障登记等记录表。
按时准确地记录机泵运行和维修情况以及密封失效现象、失效部位，失效时间及寿命、磨损情况、原因分析和改进措施等。
机械密封性能分析
机械密封性能分析机械密封是一种常用的密封方式，广泛应用于各种工业设备中。
它的主要作用是防止介质泄漏，确保设备的正常运行。
本文将对机械密封的性能进行分析，旨在深入了解其工作原理以及如何提高其性能。
一、机械密封的工作原理机械密封是通过封闭两个相对运动的零件之间的微小间隙，以达到阻止介质泄漏的目的。
其基本构造包括静密封、动密封和密封环等部分。
静密封通常由固定在设备上的零件组成，如密封座、密封罩等；动密封则通常安装在活动部件上，如轴、活塞等。
而密封环则起到封闭两个密封面之间的间隙的作用。
机械密封的工作原理主要分为两种类型：接触式和非接触式。
接触式机械密封是指两个密封面之间存在相对运动，密封面直接接触并产生相对位移以实现密封效果。
非接触式机械密封则是通过介质的压力和力学密封受力的作用，在密封环周围形成高压区域，阻止介质泄漏。
二、机械密封的常见问题及原因分析在实际使用中，机械密封常常出现泄漏、磨损、热失、卡涩等问题，下面将分别对这些问题进行原因分析。
1. 泄漏问题：机械密封的泄漏通常是由于密封面间隙不合适导致的。
原因可能是密封面加工精度不高、密封面间隙不均匀、压力不稳定等。
解决这一问题的方法包括提高密封面的加工精度、调整密封面间隙、增加密封面润滑剂等。
2. 磨损问题：机械密封在长期运行过程中容易出现磨损，主要是由于两个密封面之间的摩擦引起的。
磨损问题的原因可能是密封面材料不合适、润滑不良、介质性质不符等。
解决这一问题的方法包括选择合适的密封面材料、改进润滑条件、调整介质性质等。
3. 热失问题：机械密封在高温环境下容易出现热失，导致密封效果不佳。
这主要是由于密封面在高温下膨胀不均匀引起的。
解决这一问题的方法包括选择耐高温材料、加强密封面冷却、改进密封面结构等。
4. 卡涩问题：机械密封在运行过程中可能会出现卡涩、转动困难等问题，主要是由于密封面间隙被固体颗粒或异物堵塞引起的。
解决这一问题的方法包括定期清洗密封面、加强密封面保养、筛选介质等。
机械密封的特点及机械密封的磨损
机械密封的特点及机械密封的磨损
一、机械密封的基本概念
(1)密封头：密封头是具有弹性元件使主密封环作轴向位移追随之配对密封环的组件，这个组件就叫密封头。
(2)密封座是无弹性元件的配对密封环组件
二、按密封头安装位置可以把机械密封分为：内装式和外装式
按机械密封弹性元件的结构和布置分：单弹簧、多弹簧、波纹管、膜片等
按密封面和密封头的数量则可以分：单端面和双端面
按介质作用在密封端面上的压力卸荷程度分为：平衡型和非平衡型、
三、机械密封是依靠弹性元件对静、动环端面密封副的预紧和介质压力和弹性元件压力的压紧而达到轴向端面密封的装置。
一般分接触式和非接触式两大类。
机械密封具有以下六大特点：结构复杂拆装不便、寿命长、耐振性好、密封压力高、运转中不用调整(有弹簧和流体的压力)、泄露量可以限制到很少。
四、机械密封有五大磨损：(1)冲蚀(刷)磨损：由于液体或气体高速流动产生剥蚀作用造成的;(2)磨蚀磨损：由于化学腐蚀所引起的缝隙温度高时最容易发生这类磨损。
(3)粘着磨损：两种滑动摩擦副材料表面力互相吸引所形成的。
(4)磨料磨损：两个粗糙的表面发生碾削作用或由于密封缝隙中外来杂物充做磨料所引起的(5)表面疲劳磨损：滑动表面的疲劳裂纹和热应力裂纹所引起的。
分形理论在机械密封端面形貌分析中的应用
（ ｃ ａ ｉ ｌ ｎｉｅｒ ｇＤ ｐ ｒ ｎ ｕ ｎ ｎＣ ｅ ｃｌ ｎ ｕｔ ｃ ｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌ ｙＩｓｔｔ． ｈ ｎｃ ｇ ｅｉ ｅａｔ ｔ ｆ ’ａ ｈ ｍｉ ｄ ｓ Ｖｏａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｔｕｅ Ｍｅ ａＥ ｎ ｎ ｍｅ ｏ Ｈ ａＩ ｙ ｒ ｏ ｇ ｎ ｉ
图 Ｉ机械密封结构简图 １ ２ ５ ０ 形密封圈 ３ ． 、． ” 轴 “ ． 动环 ４ ． 静环 ６ ． 静环座
机械密封两个表面由于表面粗糙度的影响，实际接触发生在
离散的微凸体上 ， 接触面积与表面纹理 、 材料特 ｌ及界面载荷状况 生
２ 机械密封摩 擦磨损机理研究现状
有关。当 表面上的微凸体很接近时 ， 原子之间的作用力使微凸体产
米摩擦学时代。
部分微 凸体发生弹性变形 ， 另一部分微 凸体发生塑性变形。
摩擦学在研究摩擦磨损机理时，将用简化模 型分析单个微 凸
由于摩擦 、 磨损和润滑都发生在密封摩擦表面 ， 因此 ， 和 了解 摩擦磨损机理研究的主要内容。摩擦学认为 ： 除了摩擦表面特 陛对
生表面或弹塑性表面上 的静止或滑动接触问题 ， 然后进 研究摩擦表面形状 、 接触过程 ， 改善表面摩擦学特 ｌ均是机械密封 体在匀质弹ｌ 生
Ｚ ｕ ｈ ｕ４ ０ ， ｈｎ ） （ ｏ ｈＨｅｖ ｄ ｓ ｉｓ ｒｕ ｏｐＬｄ，ｈｎ ｙ ｎ ０ ０ Ｃ ｉａ ｈ ｚｏ ０ ４ Ｃ ｉａ ２ ｒ ａｙＩ ｕｔｅ ｏｐＣ ｒ．ｔ． ｅ ｇａ ｇ１ ０ ， ｈｎ ） １ ２ Ｎｔ ｎ ｒ Ｇ Ｓ １ ０
中图分类号 ：Ｈ １ 文献标识码 ： Ｔ １７ Ａ
机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正
机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正机械密封摩擦副端面接触是机械密封最基本的工作原理，因此研究机械密封端面接触是机械密封研究的重要方向之一。
在研究中，摩擦副端面几何形状、材料特性、运动状态、密封形状和工况等因素对机械密封性能均具有显著的影响。
在研究机械密封端面接触时，特别是在做有限元分析（FEM）和其他计算机辅助设计（CAD）工作时，需要建立端面接触的几何模型。
然而，由于机械密封摩擦副端面不规则的性质，不同于光滑、平整表面的情况，因此需要特别修正一些传统的几何模型，使得模型与实际情况更加一致，提高模拟结果的准确性。
因此，本文将介绍机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正研究进展。
首先，摩擦副端面接触的几何模型类型。
在机械密封的研究和设计过程中，普遍采用的几种模型有：理想圆柱面模型、圆锥面模型、圆台面模型、等面积雕刻模型等。
然而，这些传统模型都以规则、光滑的表面为基础，很难精确地描述摩擦副端面接触表面的不规则性、凹凸性以及复杂度。
因此，研究人员开始考虑分形理论在机械密封端面接触中的应用。
分形理论认为自然界中很多表面都呈现出分形形态，即一些简单规则的基本单元反复累加形成了具有高度复杂性和不规则性的图形结构。
因此，使用分形理论可以更好地描述机械密封摩擦副接触纹形和表面特征，从而更加贴近实际情况。
接下来，介绍摩擦副端面接触分形模型的修正。
在分形模型之中，广义维数、赫斯特指数、湍流阻力系数等指标可以用来更直接地表征分形表面的几何性质。
但传统的分形模型往往限于理论分析，因此需要进行修正，以适应实际情况。
例如，在机械密封研究中，由于材料软硬度、特性不同，对于分形表面的符合精度要求往往有差异，所以需要对分形模型进行调整，以使其更符合实际情况。
研究者可建立一套完整的分形模型调整方法，对实际摩擦副接触表面进行数值模拟分析，并对分形模型的各项参数进行调整，以达到模拟结果与实际情况更加一致的效果。
最后，简单介绍分形模型修正的应用。
机械密封知识分享之机械密封结构
机械密封知识分享之机械密封结构机械密封，我们又称之为端面密封，由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
机械密封根据不同的工况出现了各种各样的结构，但无论哪种结都由以下部分组成：1、端面密封环（摩擦副）--动环和静环。
动环（旋转环）——动环随旋转轴一起旋转，其端面与静环端面互相贴合并相对滑动，组成密封端面以防止介质世漏。
当补偿机构设计在动环一侧时，则动环具有轴向补偿能力，称做补偿动环。
反之，称做非补偿动环。
补偿动环当密封端面磨损以后，可在弹性元件作用下做轴向移动进行补偿，保持密封端面的良好贴合。
静环（静止环）——静环是安装在机器设备的壳体、压盖、法兰等静止部位上的。
它与动环一样，靠密封端面来防止介质泄漏。
当补偿机构设计在动环一侧时，密封端面磨损后，静环不能进行补偿，称做非补偿静环。
反之，称做补偿静环。
补偿静环当密封端面磨损以后，同样可以在弹性元件作用下做轴向移动进行补偿。
2、缓冲补偿和压紧机构（弹性元件）--由弹簧、波纹管或波纹管加弹簧组合而成。
弹性元件——弹性元件在机械密封中起非常重要的作用。
其弹性力是使机械密封端而产生合理的闭合力的重要因素。
只有合理选择弹性元件，才能使机械密封在其工作压力范围内，一密封端面既不会打开，又不会造成严重磨损。
另外，当密封端面磨损后，弹性元件便靠弹性力推动动环（或静环）移动，进行自动补偿。
弹性元件的种类很多，常用的有弹簧（包括圆柱螺旋弹簧、圆锥弹簧、波形弹簧等）和波纹管（包括金属波纹管、聚四氟乙烯波纹管，橡胶波纹管等）。
一般情况下采用一种或几种弹性元件组合使用。
在某些场合，也可采用磁力来代替弹性力，保持密封端面的贴合。
3、辅助密封端面密封环以外的防泄漏密封圈（如O型、V形、楔形圈）或密封垫。
静环密封圈——静环密封圈一般采用合成橡胶或聚四氟乙烯等材料，制成0形圈、v形圈以及其他形状，用来防止介质从静环与压盖（或法兰）之间泄漏，并使静环具有一定的浮动性。
机械密封原理及故障分析
机械密封原理及故障分析1，定义机械密封(mechanical seal)是一种旋转机械的轴封装置。
比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。
由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。
轴封的种类很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。
机械密封又叫端面密封，在国家有关标准中是这样定义的：“由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。
通常被人们简称为“机封”。
2，主要部件动环、静环、冷却装置和压紧弹簧（视具体设备而定）。
辅助密封件密封圈（有O形、X形、U型、楔形、矩形柔性石墨、PTFE包覆橡胶O圈等）。
弹力补偿机构弹簧、推环。
弹簧座及键或各种螺钉。
如下图：弹簧单端面机械密封主要原理是合理安装后弹簧处于一个被压缩的状态，泵启动时右侧零件整体随轴一起旋转，左侧零件静止不动，热套静环和热套动环的端面在弹簧力的作用下贴合做相对运动3，工作原理与机械密封配套使用的冲洗方案：目的都是为了带走动环和静环摩擦产生的热量，机械密封需要轴套安装动环，需要高精度的密封安装座，这都是用来保证静环的安装精度的。
实际工作条件下，一旦发生一点非工况的环境，烧毁的基本都是机械密封，这里指的非工况，包括了离心泵进口流量或者压力的波动，离心泵本身扬程不足，出口压力不够，包括泵本体震动产生的摩擦副变形失效等等。
根据API标准，每小时还是可以有几滴的泄露的，这些泄露，是因为实际工作条件下，液体进入摩擦表面，带走热量的同时，也被动静环带一些出去液体，这些液体会被泄露出去。
当然，动静环如果比较大，线速度比较大，摩擦产生的热量比较恐怖，密封厂家设计的时候还会在动静环上开槽，引导液体能够进入动静环摩擦副，还可以在动静环之间形成稳定的液膜，减少摩擦的同时，依然能够封住液体从高压侧移动去低压侧。
机械密封端面微变形研究进展
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机械密封端面微 变形研 究进展
沈国良 ， 陆 锋 。 冯 秀 ， 魏
（． １南京 化工 职业技 术学 院 ， 江苏南 京 ３南京 工程 学 院 自动 化学 院 ， 苏南京 ． 江
以点测量为基础 ， 不能获得全场的变形信号。 因此 ， 寻找更可靠的测试技术并研制一套测量系统已经成为 目前机械密封端面微变形研究的重
要课 题 。 关 键 词 ： 械 密 封 ； 变 形 ； 究 进 展 机 微 研 中 图 分 类 号 ：Ｂ ２ Ｔ ３ Ｔ ４ ，Ｈ１６ 文 献标 识码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ ８ ０ １ （０ ２ ０ — ０ ５ ０ １０ — ８ ３ ２ １ ）２ ０ ０ — ４
ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｅ ｌ ｅ ｅ ｍｅ ｓ ｒｄ ｂ ｔ ｅ ｅ ｅ ｔｉ ｒ ｓ ｔｎ ｅ ｔａｎ ｃ ａ ｉａ ｓ ａ ｓ ｌ ｗ ｒ ａ ｕ ｅ ｙ ｈ ｌ ｃｒ ｃ ｅ ｉ ａ ｃ ｓｒ ｉ ｍｅ ｓ ｒ ｍｅ ｔ ｓ ａ ｕ ｅ ｎ ｍｅｈ ｄ Ｔ ｅ ｎ ｏｍａｉ ｎ ｏ ｐ ｉ ｔ ｎ ｎ ｆｃ ｓ ｆ ｔ ｏ ． ｈ ｉｆ ｒ ｔ ｆ ａ ｏｎ ｉ ｅ ｄ ａ ｅ ｏ ｏ ｍｅ ｈ ｉ ａ ｅ ｓ Ｗ ａ ｕ ｅ ， Ｓ ｈ ｒ ｒ ｏ ｆ ｌ ｔ ｔ ｎ ． Ｔ ｅｅ ｏ ｅ ｔｅ ｓ ａｃ ｒ ｍｏ ｅｉｂ ｅ ｔｓｉ ｇ ｔｃ ｎ ｌｇ ｎ ｈ ｃ ａ ｃ ｌ ｓ ａ ａ ｍｅ ｒ ｄ ｎ ｌ ｓ ｓ Ｏ ｔ ｅ ａ ｅ ａ ｌｔ ｏ ｉ ａｉ ｓ ｅ ｍｉ ｏ ｈ ｒ ｆ ｒ ， ｈ ｅ ｒ ｈ ｆ ｒ ｒ ｌ ｌ ｅ ｔ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ａ ｄ ｔ ｅ ｏ ｅ ａ ｎ
机械密封端面混合摩擦热计算分形模型
:10.11832/j.issn.1000-4858.2020.07.017机械密封端面混合摩擦热计算分形模型魏龙，张鹏高，房桂芳(南京科技职业学院江苏省流体密封与测控工程技术研究开发中心，江苏南京210048)摘要：为研究和掌握混合摩擦状态下机械密封端面摩擦热的变化规律，基于端面接触分形模型和平均膜厚分形模型，建立了机械密封端面混合摩擦热计算模型，并通过计算分析了端面混合摩擦热的影响因素。
结果表明，随着转速的增大，总摩擦热和液膜黏性剪切摩擦热比增大，微凸体接触摩擦热比减小；随着密封介质压力或弹簧比压的增大，总摩擦热近似呈线性增大，黏性剪切摩擦热比减小，接触摩擦热比增大；随着端面分形维数的增大和特征尺度系数的减小，总摩擦热和黏性剪切摩擦热比增大，接触摩擦热比减小，且端面越光滑，总摩擦热、黏性剪切摩擦热比、接触摩擦热比的变化幅度越大；当密封端面处于混合摩擦状态时，接触摩擦热大于黏性剪切摩擦热。
关键词：机械密封;端面；混合摩擦；摩擦热；计算；分形模型中图分类号：TH137;TH136&TH117.1文献标志码：B文章编号：1000电858(2020)07-0112-06Calculation Fractal Modd of Mixed Friction Heat Between the EndFaces for Mechanicoi SealsWEI Long,ZHANG Pcg电aa,FANG Gui-fang(FluiS Sealing Measurement and Control Engineering Research and Development Center of Jiangsu Province,Nanjing Polytechnic Institute,Nanjing,Jiangsu210048)Abstract:To study the veoation of foction heat generated between the end faces in mixed foction in a mechanmal seal,tOe mixed foction heat colculation modd was established based on the fractal models of contacO and averaae oclm Bhcckne s,and Bhecnoluenceoacoosoomcied oocccon heaBweoeanalyaed.Theoesulscndccaed BhaBBhe oal oocccon heaBand ecscoussheaooocccon heaBoacooolcqucd oclm cncoeased,buBcon acBoocccon heaBoacogeneoaed beween aspeoccesdecoeased wch cncoeascngooooacngspeed.The oaloocccon heaBcncoeased appooicmaely lcneaoly,ecscoussheaooocccon heaBoacodecoeased,and con acBoocccon heaBoacocncoeased wch cncoeascngoo spocngpoe s uoeand sealed medcum poe s uoe.The oaloocccon heaBand ecscoussheaooocccon heaBoacocncoeased, buBcon acBoocccon heaBoacodecoeased wch cncoeascngooooacaldcmenscon and decoeascngoochaoaceocscclengBh scale,and end oacewassmooBheo,Bheamplcudeoochangcngwasmooelaogeo.Thecon acBoocccon heaBwasbcggeo Bhan Bheecscoussheaooocccon heaBwhen Bhesealoacesweoecn mcied oocccon sae.Key wordt:mechanicoi seal,end faco,mixed foction,foction heat,colculation,fractal modd引言机械密封端面处于混合摩擦工况时，其端面间的液膜厚度基本上与表面粗糙度处于同一数量级,端面摩擦热由液膜黏性剪切摩擦热和微凸体接触摩擦热两部分组成［1-5］。
中压机械密封端面接触状态和应力研究
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ： ｍｅｃｈａｎｉｃａ ｌ ｓｅａｌ；ｓｅａ ｌ ｆａｃｅ；ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔｒｅｓｓ；ｃｏｎｔａｃｔ ｓｔａｔｅ
ＬＩ Ｓｈｕａｎｇｘｉ ＨＵＡＮＧ Ｋｅｓｏｎｇ ＣＡＩ Ｊｉｎｉｎｇ ＺＨＡＮＧ Ｑｉｕｘｉａｎｇ ＦＵ Ｔｏｎｇｈｕｉ （Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０００２９，Ｃｈｉｎａ）
机械密封原理安装精度及故障分心
机械密封原理安装精度及故障分心机械密封是一种常用的密封装置，广泛应用于各种工业设备中。
其原理是通过两个相对旋转的部件之间的接触面来实现密封。
机械密封的安装精度和故障分析是保证其正常运行的关键因素。
首先，机械密封的原理是基于两个相对旋转的部件之间的接触面来实现密封。
在机械密封中，由于接触面的摩擦，两个旋转部件之间形成一个密闭的间隙，防止介质泄漏。
机械密封通常由一个固定环和一个旋转环组成，旋转环固定在旋转轴上，而固定环固定在设备外壳中。
通过旋转部件的转动，两个环之间的接触面形成摩擦密封。
其次，机械密封的安装精度对其运行性能有着重要的影响。
安装精度包括两个方面：轴向位置和径向跳动。
机械密封的轴向位置是指密封环相对于旋转轴的位置，通常要求在润滑剂注入接口处的密封环轴向位置±0.1mm以内。
如果轴向位置偏差过大，会导致密封环与旋转轴形成不良接触，从而影响密封效果。
径向跳动是指密封环在径向方向的运动范围，通常要求在0.01mm以内。
如果径向跳动过大，会导致接触面上的摩擦不均匀，从而加速磨损，影响密封效果。
最后，机械密封的故障分析对于维护和修理机械密封具有重要意义。
机械密封常见的故障有泄漏、卡死和磨损等。
泄漏是机械密封最常见的故障，通常是由于密封面损坏或密封环松动引起的。
为了避免泄漏，需要注意定期检查密封面的状态，并及时调整和更换密封环。
卡死是指密封环因润滑剂干涸或污染而无法自由旋转的状态。
为了避免卡死，需要定期注入润滑剂，并保持润滑剂的清洁。
磨损是机械密封的一种常见故障，常常是由于接触面之间的摩擦引起的。
为了延长机械密封的使用寿命，需要注意定期更换密封环，并保持润滑剂的清洁。
总结起来，机械密封的原理是通过两个相对旋转的部件之间的接触面来实现密封。
安装精度和故障分析对于保证机械密封的正常运行非常重要。
正确的安装精度可以确保机械密封的密封效果良好，而故障分析可以帮助维护和修理机械密封，延长其使用寿命。
机械密封设计概述
机械密封设计概述机械密封是指利用相互配合的接触面与压力或各种机械方法，使其保持稳定的封闭性能，防止介质泄漏或外界杂质进入的一种密封装置。
机械密封广泛应用在各种工业设备和机械设备中，如泵、压缩机、搅拌器等。
机械密封的设计概述包括以下几个方面：1.密封性能要求：在机械密封设计中，首要考虑的是密封性能的要求。
根据介质的特性和工作条件，确定所需的密封等级和密封面的材料。
密封等级可根据国际标准进行选择，如DIN、ISO等。
密封面材料一般选用具有良好耐磨、耐腐蚀和耐高温性能的材料。
2.密封面的结构设计：机械密封的密封面结构设计直接影响到密封性能的好坏。
密封面的结构形式主要有平面密封、端面密封（常用于旋转轴封）、滑动密封等。
其中，端面密封是最常见的一种形式，通过摩擦、挤压等作用实现密封，密封面一般采用环形结构，以确保密封效果。
3.密封面的设计尺寸：密封面的设计尺寸要根据设备的具体要求和介质的特性进行合理选择。
对于旋转和静止的密封，需要考虑密封面的配合间隙、压力分布、变形等因素。
对于滑动密封，需要考虑密封面的刚度和摩擦特性，确保密封效果稳定。
4.密封面的润滑和冷却：为了保证机械密封的长期稳定性，需要对密封面进行润滑和冷却。
通常采用润滑油、润滑脂等作为润滑介质，通过油膜的形成减少密封面的摩擦和磨损。
同时，还可通过冷却介质的流动降低密封面的温度，防止密封面因高温导致的变形和磨损。
5.密封环的选择和安装：密封环是机械密封的核心部件，其选择和安装也是设计过程中的重要环节。
密封环的材料和尺寸选取需根据介质的性质和环境条件进行选择，同时要考虑到装配方便和维护方便等因素。
安装密封环时，需要确保其与密封面的良好配合，并采取适当的紧固方式，防止松动和泄漏。
6.密封的可靠性和寿命评估：机械密封的可靠性和寿命评估是密封设计的重要内容。
通过应力分析、摩擦学分析和实验验证等手段，评估密封的可靠性和使用寿命，并在设计中考虑相应的改进措施。
机械密封件中滑动密封环的径向边界条件分析与改进
机械密封件中滑动密封环的径向边界条件分析与改进滑动密封环作为一种常见的机械密封件，在各类机械设备中起到了关键的密封作用。
在运行过程中，滑动密封环需要承受高温、高压以及摩擦磨损等复杂的工作环境，因此其性能和寿命对于设备的正常运行起着重要的作用。
本文将对滑动密封环的径向边界条件进行分析与改进，以期提升其密封性能和使用寿命。
首先，了解和分析滑动密封环的径向边界条件对于确定改进方向以及进行相关工艺调整具有重要意义。
在密封环与外围零件之间形成的径向间隙中，存在着润滑剂和介质的流动，通过分析该径向间隙的温度、压力、流速等因素，可以了解密封环在工作过程中承受的载荷情况，进而确定改进的方向。
其次，现有的滑动密封环在某些情况下存在着性能限制和寿命不理想的问题，因此需要通过改进边界条件来解决这些问题。
针对径向边界条件的改进，我们可以从以下几个方面入手：1. 加强密封环与外围零件之间的配合。
密封环通常与外围零件采用一定的配合形式，如渐开线配合、圆柱配合等。
通过优化配合方式和公差的控制，可以改善密封环与外围零件之间的密封效果，减少泄漏问题。
同时，还可以采用耐高温、耐磨损的材料，提高密封环的耐用性。
2. 优化润滑剂和介质的选择。
润滑剂和介质的选择对于密封环的正常运行至关重要。
合适的润滑剂可以减少摩擦和磨损，提高密封环的工作效率，延长使用寿命。
同时，选用适合的介质可以保证密封环在高温、高压环境下的可靠性，降低泄漏风险。
3. 设计合理的密封结构。
在滑动密封环的设计过程中，合理的结构设计对于提高密封性能和使用寿命非常关键。
例如，采用多层密封结构、增加密封面积等方式可以有效提高密封性能。
此外，还可以借鉴其他领域的创新设计，如采用磁悬浮或动密封等技术，进一步提升密封环的工作效果。
4. 强化封装和焊接工艺。
在生产过程中，封装和焊接工艺对于最终产品的密封效果有重要影响。
因此，需要加强对这些工艺参数的控制和优化，以减少因工艺不良引起的泄漏问题。
机械密封性能的优化设计与分析
机械密封性能的优化设计与分析引言：机械密封是许多工业设备中常见的一种关键部件，它起着防止液体或气体泄漏的重要作用。
在各类设备中，机械密封的性能直接影响着设备的正常运行和安全性。
因此，优化设计和分析机械密封的性能是工程中的一个重要课题。
第一节：机械密封的工作原理与分类首先，我们需要了解机械密封的工作原理。
机械密封通过密封面之间的接触产生摩擦和压力，以防止流体泄漏。
其中，密封面的选择和配对是关键步骤，以保证机械密封的工作效果。
根据工作原理和结构不同，机械密封可分为旋转密封、往复密封和静止密封。
第二节：机械密封性能的影响因素机械密封的性能受多个因素的影响，这些因素包括材料的选择、密封面的设计、密封面的润滑和温度的变化等。
在优化设计机械密封性能时，必须综合考虑这些因素并找到合适的解决方案。
1. 材料的选择机械密封的材料选用直接影响着密封性能。
一般而言，耐磨性好、耐腐蚀和耐高温的材料更适合作为机械密封的组成部分。
例如，金属和陶瓷等材料常用于密封面，而橡胶等高弹性材料则用于弹性部件。
2. 密封面的设计密封面的设计是确保机械密封良好性能的关键。
密封面应具备平整度高、表面硬度适中以及光洁度优良等特点，以确保密封面之间的接触状态良好，同时减小摩擦力和磨损。
3. 密封面的润滑在机械密封中，润滑是一个重要的问题。
合适的润滑方式能减小摩擦力和磨损，提高机械密封的工作效率和寿命。
常用的润滑方式包括干燥润滑、润滑脂润滑和润滑油润滑等。
4. 温度的变化密封面材料的热膨胀系数与温度变化有直接关系。
当温度变化时，机械密封的工作状态也会发生变化。
因此，在机械密封的设计中，必须合理考虑温度变化对密封性能的影响，并选择适当的密封材料。
第三节：机械密封性能的优化设计优化设计机械密封性能是保证设备可靠运行的基础。
下面介绍几个常用的优化设计方法。
1. 尺寸配合优化通过优化密封面的尺寸配合，可以减小密封面之间的摩擦力和漏油量。
通过对尺寸配合的优化，密封性能可以得到有效提升。
机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正
机械密封摩擦副端面接触分形模型的修正魏龙;顾伯勤;刘其和;张鹏高;房桂芳【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2013(064)005【摘要】分析了原机械密封摩擦副端面接触分形模型存在的问题,并进行了修正,得到了摩擦副端面微凸体承载面积比与端面比压的关系式.修正模型考虑了摩擦副端面间流体膜压的作用、微凸体实际微接触面积与微接触截面积之间的区别,并通过采用一个三次多项式来表达弹塑性变形微凸体的接触压力与接触面积的关系,从而满足了接触微凸体在变形状态转变临界点处的接触面积与接触压力转化皆是连续和光滑的条件.依据修正后的接触分形模型对密封面配对材料为硬质合金YG8-碳石墨M106K的部分平衡型机械密封摩擦副端面微凸体承载面积比的影响因素进行了分析.结果表明,微凸体承载面积比随着弹簧比压的增大近似呈线性增大,随着密封流体压力的增大而非线性单调增大,随着端面分形维数的增大先增大后减小,随着端面特征尺度系数的增大而减小；在正常工作参数范围内,真实接触面积仅占名义接触面积的很小一部分.【总页数】7页(P1723-1729)【作者】魏龙;顾伯勤;刘其和;张鹏高;房桂芳【作者单位】南京化工职业技术学院,江苏省流体密封与测控工程技术研究开发中心,江苏南京210048;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211816;南京化工职业技术学院,江苏省流体密封与测控工程技术研究开发中心,江苏南京210048;南京化工职业技术学院,江苏省流体密封与测控工程技术研究开发中心,江苏南京210048;南京工业大学机械与动力工程学院,江苏南京211816;南京化工职业技术学院,江苏省流体密封与测控工程技术研究开发中心,江苏南京210048【正文语种】中文【中图分类】TH136【相关文献】1.接触式机械密封摩擦界面温度分布分形模型 [J], 丁雪兴;严如奇;陈金林;翟霄2.机械密封摩擦副端面接触分形模型 [J], 魏龙;顾伯勤;冯秀;冯飞3.接触式机械密封摩擦端面接触状态的仿真分析 [J], 丁雪兴;严如奇;俞树荣;张伟政4.机械密封端面混合摩擦热计算分形模型 [J], 魏龙;张鹏高;房桂芳5.机械密封单/双端面纹理摩擦副的摩擦磨损特性研究 [J], 王天瑞;丁雪兴;陆俊杰;张炜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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增加速逐渐变缓 ，弹塑性接触面积的比值随着接触载荷 的增大而增大。在粗糙表面各向同性和各 向异性两种情况下 ，接 触载荷与接触面积的变化趋势是一致 的，但考虑表面各向异性时 ，能更好地反映出真实粗糙表面各个参数之间的关系。 关键词 ：机械密封 ；表面纹理参数 ；接触面积 ；接触载荷 中图分类号 ：Ｔ Ｈ１ １ ７ ． １ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：０ ２ ５ ４— ０ １ ５ ０（ ２ ０ １ ３ ）１ ０— ０ ５ ５— ５
ｔ ａ ｃ ｔ ａ ｒ ｅ ａ ｉ ｓ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｏ ｆ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ － ・ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｒｅ ａ ａ ｉ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ａ ｌ ｏ ｎ ｇ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ｕ ｆａ ｒ ｃ ｅ ｔ ｅ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐａ ｒａ ｍｅ ・ — ｔ ｅ ｒ ． Ｗｈｅ ｎ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｔ ｅ ｘ ｔ ｕ ｒ ｅ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｉ ｓ ｕ ｎ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｉ ｎ ｇ， ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｌ ｏ ａ ｄ ｉ ｓ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｄ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈｅ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｌ ａ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ａ ｒ ｅ ａ，
分别利用弹性力学和分形接触模型相关原理求出端面接触载荷和弹塑性接触面积 ，分析表面纹理参数 、端面接触载荷和
接触面积三者之间的关系。结果表明 ：当施加一定 的接触载荷时 ，随着表面纹理参数增大 ，真实接触面积增大 ，但增速
逐渐变缓 ，弹塑性接触面积 的比值在增大 ；在表面纹理参数不变时 ，随着真实接触面积 的增加所需的接触载荷增大 ，但
Ｃｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ Ａｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ Ａｎ ｉ ｓ ｏ ｔ ｒ ｏ ｐｉ ｃ Ｆａ ｃ ｅ ｏ ｎ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎｉ ｃ ａ ｌ Ｓ ｅ ａ ｌ Ｒｉ ｎ ｇ Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ Ｆｒ ａ ｃ ｔ ａ ｌ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ
机 械 密 封 环 端 面 各 向异性 分 形 接 触 分 析
周 刚 李 晓钟 朱维兵 张海洋
（ １ ．西华大学机械工程与 自动化学 院 四川成都 ６ １ ０ ０ ３ ９ ； ２ ．四川 工商职业技术 学院机电工程 系 ｔ ￣） ｌ ｌ 都 江堰 ６ １ １ ８ ３ ０ ）
摘 要 ：在 Ｍ． Ｂ分形 接 触 模 型 的基 础 上 ，建 立 机械 密 封环 端 面 各 向异 性 的数 学 模 型 。在 考虑 表 面各 向异性 的情况 下 ，
ｏ ｆ Ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｒ ｃ ａ ｌ ａ ｎ ｄ Ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ｌ ａ Ｅ ｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｉ ｒ ｎ ｇ ， Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｂ ｕ ｓ ｉ ｎ ｅ ｓ ｓ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ， Ｄ ｕ ｊ ｉ ａ ｎ ｙａ ｇ ｎ Ｓ ｉ ｃ ｈ ｕ ａ ｎ ６ １ １ ８ ３ ０ ，０月
润 滑与密封
Ｌ ＵＢＲＩ ＣＡＴＩ ＯＮ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｏｃ ｔ ． ２ ０１ ３ Ｖｏ １ ． ３ ８ Ｎｏ ． １ ０
第３ ８卷 第 １ Ｏ期
Ｄ ＯＩ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． ０ ２ ５ ４— ０ １ ５ ０ ． ２ ０ １ ３ ． １ ０ ． ０ １ ３