船舶艉轴机械密封环温度场与变形的理论研究

在船舶艉轴的机械密封中,不同材料的配合将产生不同数值的磨损和变形量。基于ANSYS有限元软件,建立橡胶-硬质合金密封的二维热-力耦合模型,分析力与温度场、力与变形之间关系。结果表明,静环橡胶的温度最高点和磨损严重区域发生在二维耦合模型中接触端面的上端面;动环和静环由最初的全端面接触变为部分接触,间隙呈锥度形状;在二维耦合模型中,随着端面比压的增大,下端面变形量增加的梯度明显大于上端面变形量增加的梯度。     

船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析

传统的端面变形分析方法,计算出的数据与真实数据之间存在较大差值,导致得到的分析结果并不准确,为此提出了新式船舶艉轴环机械密封装置,端面变形分析方法。该方法利用虚拟技术,生成轴环密封装置三维效果图,通过应变函数建立端面变形分析模型。依据密封动环的最初受力大小,计算动环端面比压;根据橡胶材料的非线性特征,计算橡胶静环端面的有限元,分析静环的位移变化量,以此分析导致密封装置端面变形的因素。实验结果表明:与传统方法相比,所提出的分析方法,计算出的各项数据与真实数据之间的偏差极小,分析出的结果更加精确。由此可见,所提出的方法更适用于分析导致艉轴环密封装置端面变形的因素。     

变工况下船舶艉轴机械密封端面温度场数值分析

以变工况下的船舶艉轴机械密封环为研究对象,采用整体接触耦合法对其进行了热力耦合作用下的温度场有限元计算,重点介绍了船舶艉轴密封环稳态温度场数学计算模型和热流密度载荷的施加思路,依据接触表面的温度连续性条件对变工况时密封端面的接触状况及温度变化趋势进行了分析.结果表明:转速、海水压力以及载荷系数都是引起端面温升的重要原因,各工况下静、动环接触区温度相同,非接触区静环端面温度高于动环,且在热力耦合作用下,密封端面发生锥形变形,呈现开口间隙.     

船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析

为解决传统变形分析方法存在分析精度较低的不足,提出船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析,基于尾轴环机械密封装置端面边界条件的确定,以及端面静载参数的计算,完成了船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析模型的构建;依托尾轴环机械密封装置端面外载荷的施加,实现了船舶尾轴环机械密封装置端面变形分析。试验数据表明,提出的变形分析方法较传统的变形分析方法分析精度95.69%,适合于不同船舶尾轴环机械密封装置端面的变形分析。     

机械密封腔的设计

前言:英国流体力学研究协会(BHRA)和许多密封用户的调查一致表明,泵的70％—80％故障是由于机械密封失效所引起。某些故障与安装不够正确、制造质量较差和维护保养欠佳等因素有关。因为这些因素常常会缩短密封的使用寿命。尽管许多故障是由于密封端面的流膜破坏和过热所致,然而有一些密封产生中期失效,并无明显的原因。接触端面间流膜的稳定性,部分地或在某种情况下主要地取决于是否充分冷却和有效地排除端面周围的气体和固体。这些过程是由密封腔的流动状况所决定的。而流动状况是密封腔的几何形状和引液位置的函数。已经证明密     

某船主机艉轴海水密封装置泄漏故障排除实例

正0引言某船主机型号为8L46C型四冲程柴油机,功率为8 400 kW。2017年6月12日,轮机员巡视发现左主机艉轴密封装置泄漏(见图1),拆开艉轴密封保护罩后发现艉轴密封的动环与静环之间有大量海水。随即停止主机,发现艉轴密封装置的动环与静环之间有不明脱落物和垃圾,静环部分位置变形,导致海水泄漏。1艉轴密封装置基本原理艉轴密封装置主要密封艉轴贯穿船体的部分,防止海水进入机舱,艉轴密封示意见图2。静环、Ω     

机械端面密封的动力学特性分析

对机械端面密封的动力学过程进行分解,建立了机械密封的运动模型,分析了机械密封环在外界干扰作用下密封环的振动特性,并利用Matlab编程对运动微分方程进行求解,得出了密封环振动过程中任意时刻的密封端面的液膜厚度分布、液膜压力分布、接触压力分布以及机械密封的泄漏量,并对密封环的稳定性和影响密封环振动的因素进行了分析.     

船用高压喷水推进装置机械密封效果分析

为了进一步提升船用高压喷水推进器装置机械密封效果,避免机械变量误差对密封效果的影响,提出船用高压喷水推进装置机械密封效果分析。根据高压喷水推进装置机械结构,对其机械作业面外侧进行载荷压力施加计算,获得水下高压环境下机械外侧密封抗压系数;在其数值下完成对密封面压力比值的计算;结合压力比值,完成对密封圈变形系数的分析,得到压力系数与密封系数之间的关系函数。通过仿真数据对比,证明提出分析方法获得的数值与实际效果对应数值之间的误差范围在0.17%～0.3%之间,低于实际应用标准。     

船用变压力机械密封装置的特性分析

水下舰艇主辅机的冷却、消防、压载、舱底等系统中使用的海水泵组的密封装置(包括单级离心泵组、串并联型式泵组、混流泵组和轴流泵组)以及艉轴密封装置的主密封部件,目前大都采用了机械密封型式。图1为船用变压力机械密封结构示意。图1 船用变压力机械密封结构示意图1—泵叶轮;2—泵组密封腔体;3动环组件;4—静环组件;5—弹簧座;6—应急密封组件。该机械密封的工作性能,除了在一定的转速下,对海水泥沙及海水造成的电化学腐蚀有专门的要求外,其密封腔工作压力的变化所造成的影响,就成为主要的矛盾。水下舰艇由于上浮下沉及坐侧海底,造成密封腔工作压力的     

热油泵机械密封泄漏原因及对策

冷却系统结垢后,摩擦副端面温度过高,这是导致热油泵机械密封失败的根本原因.采取软化水夹套冷却和新增静环背冷等措施,可降低摩擦副端面温度,从而解决密封泄漏的问题.     

用电子控制的机械密封

Borg-Warner 公司的工业生产部和研究中心合作研制了用电子控制的机械密封,其中主要控制的是非接触机械密封面之间的液膜。本文是最近在 Cannes 召开的第11届国际液体密封会议上发表的论文摘要。     

基于B样条的螺旋桨面元法设计

为了改善螺旋桨的空泡性能，提出一种基于面元法的螺旋桨设计方法，桨叶几何形状用较少的B样条控制角点来表示。给定桨叶剖面环量分布，并认为桨叶剖面弦向环量分布与压力差分布形式相同。将面元法计算得到的压力差分布转换为环量分布，以计算的环量分布与给定的环量分布之差的平方和作为目标函数，通过最小化目标函数可以得到桨叶几何形状。     

高压机械密封动态温度场分析研究

以机械密封环动态温度场为研究对象，考虑热力变形对温度分布影响，在瞬态热分析和热弹性接触理论基础上提出了动态摩擦热的计算方法，给出了动态温度场分析的基本流程；然后基于E．迈尔的研究成果建立了动态摩擦系数模型；最后用ANSYS软件模拟了机械密封启动工况；结果表明，启动加载过程中密封端面接触区域变小和局部过热。     

基于热-结构耦合的船舶艉轴机械密封环材料筛选

艉轴密封装置是船舶推进系统的关键组成部分,其密封性能的优劣直接影响船舶航行的安全性与可靠性。以船舶艉轴机械密封环为研究对象,基于热-结构耦合模型对比分析了赛龙、聚四氟乙烯和碳石墨这3种材料密封环的温度场和结构场差异,并提取动、静环接触面各节点的温度和压力分布。结果表明：3种材料密封环最高温度和接触压力均处于密封环内侧,并由内而外逐渐减小,相同位置处碳石墨密封环的端面温度小于赛龙与聚四氟乙烯密封环,且接触压力较大。综合密封台架试验验证,碳石墨密封环端面温度和摩擦系数较低于另外两种材料密封环,密封性能较好。研究结果对于不同材料配对的船舶艉轴机械密封环材料的筛选具有一定的指导意义。     

“钢启牌”汽油—氧气火焰热切割机具的推广应用

火焰热切割是重要的机械工艺手段,被广泛应用于机械、冶金、船舶、矿山、化工、建筑等众多领域,世界各国钢产量的20％要切割成各种几何形状和尺寸。以我国     

球-环-柱型式球面舱壁静强度及承载能力分析

以球-环-柱组合壳型式的球面舱壁结构为研究对象,分析不同几何形状下球面舱壁结构静强度及承载能力的特性。为表征球面舱壁扁平几何形状,初步提出"扁平度"的概念,借助结构有限元软件,对系列不同扁平度球面舱壁模型进行计算,分析其对结构静强度及极限承载能力的影响作用。研究表明:当球面舱壁扁平度较小(约小于0.2)时,过渡环段的内表面应力强度问题突出,容易产生塑性变形并扩展至整个过渡环段,并在过渡环区域发生破坏;当扁平度较大(约大于0.7)时,球壳区域出现弯曲应力,初挠度影响较为敏感,易在初挠度区域产生塑性变形导致结构失效;建议扁平度取值范围为0.35~0.55,对应球面舱壁极限承载能力相对较高。本文的研究结论可为球-环-柱结构设计提供参考。     

球-环-柱型式球面舱壁静强度及承载能力分析

以球-环-柱组合壳型式的球面舱壁结构为研究对象,分析不同几何形状下球面舱壁结构静强度及承载能力的特性.为表征球面舱壁扁平几何形状,初步提出"扁平度"的概念,借助结构有限元软件,对系列不同扁平度球面舱壁模型进行计算,分析其对结构静强度及极限承载能力的影响作用.研究表明:当球面舱壁扁平度较小(约小于0.2)时,过渡环段的内表面应力强度问题突出,容易产生塑性变形并扩展至整个过渡环段,并在过渡环区域发生破坏;当扁平度较大(约大于0.7)时,球壳区域出现弯曲应力,初挠度影响较为敏感,易在初挠度区域产生塑性变形导致结构失效;建议扁平度取值范围为0.35~0.55,对应球面舱壁极限承载能力相对较高.本文的研究结论可为球-环-柱结构设计提供参考.     

机械密封摩擦副材料的选择

众所周知,由动环和静环组成的摩擦副、弹性元件和辅助密封元件,是构成旋转轴端面机械密封的三种基本元件。端面机械密封的工作质量和使用寿命,主要与上述三种基本元件的工作能力有关,尤其是摩擦副的工作能力。为了保证旋转轴端面机械密封的良好密封性,应该     

泵用机械密封的机理研究

探讨泵用机械密封的机理,提出解释机械密封机理的新观点,建立相应的数学模型。该模型中综合考虑了热变形、磨损、波度、接触压力、转速和表面微观粗糙度等对密封性能的影响。通过与 E.Mayer 的计算值和试验测试值比较,证明了应用该模型的计算值比 E.Mayer 的计算值更接近试验值。     

支撑环零件的装夹加工

支撑环是减摇鳍设备密封装置中的一个零件,是一种薄壁件。用常规方法加工将会使零件产生较大变形。根据薄壁环零件径向刚度差,而轴向刚度强定位稳定性好的特点,把夹紧作用力移在工件的端面位置,工件轴向夹紧不易产生变形,可以有效的消除零件夹紧所引起的变形问题,从而提高工件的装夹刚度。