機械密封環(huán)不開槽、以及分別在靜環(huán)和靜環(huán)座開槽三種情況的對比

　　為分析機械密封環(huán)開槽對機械密封性能的影響，通過對機械密封環(huán)的結(jié)合面不開槽、以及分別在靜環(huán)和靜環(huán)座開槽三種情況進行有限元分析，查看運轉(zhuǎn)工況下的應(yīng)力場、結(jié)合面接觸壓力、密封端面軸向變形、溫度場分布。根據(jù)對密封性能的影響，確定合理的開槽情況。通過分析發(fā)現(xiàn)，開槽比不開槽的密封性能好，在靜環(huán)座開槽的密封性能最好。

　　機械密封是一種旋轉(zhuǎn)機械的軸封裝置，由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點，所以機械密封是目前旋轉(zhuǎn)設(shè)備最主要的密封方式，廣泛用于礦山機械、化工、石油等行業(yè)。機械密封環(huán)的變形容易引起泄漏失效，這是機械密封的主要失效形式之一。密封環(huán)與環(huán)座的配合壓力中心與密封環(huán)的截面中心不重合，致使密封環(huán)受力不均，環(huán)座的根部應(yīng)力大，這都是引起密封環(huán)變形的主要原因。因此，只要盡量縮小壓力中心和截面中心的距離，或者只要減小環(huán)座的根部應(yīng)力，就基本上能消除變形現(xiàn)象。在環(huán)座內(nèi)側(cè)開槽［1］，使配合接觸面對稱地沿環(huán)的斷面中心x—x 軸對稱分布，讓配合壓力集合中心與環(huán)的斷面中心重合。在環(huán)座內(nèi)側(cè)切槽可以使環(huán)與環(huán)座的配合壓力中心與環(huán)截面中心重合，達到受力均勻的目的，同時可以消除根部應(yīng)力的集中。這樣，當(dāng)溫度變化時，環(huán)的平面度受溫度的影響就很小。本文利用ANSYS軟件對不開槽如圖1，在靜環(huán)開槽如圖2 和在靜環(huán)座開槽圖3 進行有限元分析，通過比較三者的優(yōu)缺點，說明開槽以及在環(huán)上和在環(huán)座上開槽對密封性能的影響，從而確定是否開槽，以及選擇合適的開槽方式。