关键词：焊接金属波纹管;;动静环;;失弹;;热-结构耦合;;数值分析
摘 要：机械密封装置在石油、化工、矿山、航空航天等工业领域中发挥着重要的作用。波纹管和摩擦副密封环是机械密封中最重要的两个零件,它们的质量直接影响到机械密封的性能。焊接波纹管是一种带有波纹的管状壳体零件,在工程应用中主要用于零件连接、轴向补偿、介质密封隔离、振动吸收等,波纹管的一个重要特点是具有横向和轴向补偿的作用,轴向刚度相对较小,在机械密封中,起着重要的作用。摩擦副密封环主要是由动静环和动环组成,在实际工作环境中他们相互贴合,中间形成一层较薄的油膜,阻止设备内外的介质交换。机械密封的好坏,直接影响到设备的正常使用。针对机械密封摩擦副密封环和波纹管在实际应用中的失弹、失效等现象,本文以波纹管机械密封装置关键零部件金属波纹管和摩擦副密封环为研究对象,通过建立三维模型,应用传热学、固体力学、摩擦学及流固耦合理论和有限元计算方法对机械密封波纹的性能进行了分析和研究,得到了不同力和温度作用下波纹及膜片的受力分布、压缩量、刚度和热变形的变化规律及相互影响关系;动静环在相互接触情况下的受力分布,在温度作用下密封副的温度、热流、热应变的分布状况。结果表明:高温和外力的作用对机械密封的使用寿命有较大影响。本文的研究结果对于机械密封装置的结构优化设计、密封材料的选用、机械密封维护等提供了相关数据和理论基础依据。
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