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机械密封端面力变形的研究

洪先志

  机械密封作为一种重要的轴封装置,广泛应用于各工业领域。欲使密封具有良好的性能,则必须做到受载后的动、静环密封端面间保持平行或近似平行的几何形状。然而,密封环在外部机械力的作用下,将产生变形。因此,机械密封动、静环端面力变形准确的分析和计算对于设计、制造出性能优良的机械密封产品是至关重要的。过去,密封环力变形的计算方法主要有三种:一是基于盖马圆环理论的方法;第二是基于皮采诺圆环理论的方法;第三是有限元法。本文首次提出基于壳体力矩理论,求解密封环在外部机械力作用下产生的力变形解析解的计算方法。依据壳体力矩理论的原理,建立密封环的力学模型及计算模型。应用壳体力矩理论中求解边缘问题的方法,将密封环分解为多个等厚度、截面为单一矩形的筒体,对每一圆筒进行分析并运用壳体力矩理论求出其两个边缘在外载荷作用下的边缘变形值——径向位移及转角。在组成密封环的各个筒体连接截面上,每相邻两筒体的边缘径向位移及转角必相等。为满足此变形协调条件,于各段筒体连接截面处必然存在一剪力和弯矩——边缘载荷。于是,依据边缘变形协调条件,可求出各筒体边缘载荷。然后,可求得各圆筒在相应边缘载荷作用下的径向位移和转角。最终,对应地迭加在外载荷及边缘载荷作用下的变形数据,即可求出密封环端面的总变形值。为便于计算及应用于工程设计,本文采用VISUAL BASIC语言编制了相应的计算程序。通过大量的分析、计算及工程实践证明,应用壳体力矩理论求解密封环端面力变形的本方法是一种可靠,有效的方法。……   
[关键词]:机械密封;力变形;壳体力矩理论;解析解
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:四川大学2002年
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