Разработка методов проектирования и конструкций гидродинамических торцовых уплотнений

• Автор: Хао Мумин
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 153 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Развитие торцовых уплотнений

1.1. Промышленное применение и технические характеристики контактных торцовых уплотнений

1.1.1. Одинарные контактные торцовые уплотнения

1.1.2. Двойные контактные торцовые уплотнения

1.1.3. Недостатки контактных торцовых уплотнений

1.2. Появление и развитие торцовых уплотнений нового типа

1.2.1. Термогидродинамические уплотнения

1.2.2. Гидростатические уплотнения

1.2.3. Гидродинамические уплотнения

1.3. Исследование и развитие гидродинамических бесконтактных торцовых уплотнений (ГДБКТУ)
1.3.1. Газосмазочные бесконтактные торцовые уплотнения
1.3.2. Торцовые уплотнения с обратным нагнетанием
1.3.3. Результаты исследований гидродинамических бесконтактных торцовых уплотнений (ГДБКТУ)
Глава 2. Теоретические исследования и оптимизация ГДБКТУ
2.1. Теоретическая основа для анализа характеристик ГДБКТУ
2.1.1. Создание расчётной модели
2.1.2. Дискредитация уравнений Рейнольдса
2.2. Теоретический анализ характеристик ГДБКТУ
2.2.1. Характеристики ГБКТУ
2.2.2. Характеристики ОНТУ
2.3. Оптимизация конструкции ГДБКТУ
2.3.1. Теория и метод оптимизации
2.3.2. Оптимизация ГБКТУ
2.3.2.1. Влияние конструктивных параметров на характеристики
уплотнения
2.3.2.2. Оптимизация конструктивных параметров
2.3.3. Оптимизация ОНТУ
2.3.3.1. Влияние различных параметров на характеристики
2.3.3.2. Оптимизация конструктивных параметров ОНТУ
Глава 3. Экспериментальные исследования ГДБКТУ
3.1. Характеристики ГБКТУ
3.1.1. Опытные установка и условия
3.1.2. Экспериментальные результаты и их анализ
3.2. Характеристики ОНТУ
3.2.1. Конструкции испытанных уплотнений
3.2.2. Установка испытания и экспериментальные условия
3.2.3. Экспериментальные данные и их анализ
3.3. Выводы
Глава 4. Проектирование ГДБКТУ для промышленного внедрения
4.1. Принципы проектирования ГДБКТУ
4.2. Методы и процесс проектирования ГДБКТУ
Глава 5. Разработка и Эксплуатация ГДБКТУ
5.1. Разработка новых ГДБКТУ
5.1.1. Гибридное ГДБКТУ с однорядных спиральными канавками
5.1.2. ОНТУ с двухрядными односторонними спиральными канавками
5.2. Эксплуатация новых ГДБКТУ
5.2.1. Применение нового ГДБКТУ в насосе для перекачки сжимаемой жидкости
5.2.2. Применение ГДБКТУ на насосе при многократном пуске-остановке
5.2.3. Применение ГДБКТУ на шестерёнчатом компрессоре
Основные выводы и рекомендации
Список литературы
Приложение. Упрощённое проектирование ОНТУ
П1. Методы анализа и вычисления ОНТУ
П2. Теоретический анализ
ПЗ. Проектирование ОНТУ для насосов

жёсткость смазочной плёнки и герметичность ГДБКТУ. Ченгом и др. [116] экспериментально получено, что при наличии деформации уплотнительных колец спиральные канавки обеспечивают также более хорошие характеристики.
В работах [13, 86, 110] проводится расчёт и оптимизация характеристик торцовых уплотнений со спиральными канавками при помощи численных методов с учётом важного влияния конструктивных параметров ГДБКТУ на характеристики уплотнения. Но до сих пор не проведена оптимизация ГДБКТУ по целевой функции на этапе проектирования.
2. Влияние зазора на характеристики ГДБКТУ
В большинстве теоретических исследований обычно принимается допущение о плоскопараллельности торцовых поверхностей. Однако в реальных уплотнениях это не так. В многочисленных работах отмечается, что зазор торцового уплотнения из-за различного рода воздействий приобретает конфузорную или диффузионную форму. Конусность уплотнительных поверхностей оказывает сильное влияние на характеристики ГДБКТУ. В. Ыаи и др. в работе [46] обобщено влияние конусности торцовых уплотнений. Неплоскостность в виде конусности величиной в 1 мрад при величине зазора 8 мкм приводит к увеличению утечек в два раза, а погрешность несущей способности от реальной, полученной плоскопараллельной теорией превышает 30% [67].
Следует отметить, что механизм нахождения величин различных деформаций для уплотнительных колец в настоящее время достаточно разработан, используется как приближённые аналитические, так и численные методы [65, 99], но до сих пор отсутствуют аналитические работы по гидродинамическим уплотнениям с конусным зазором, имеются лишь результаты некоторых расчётов [70, 71].
3. Динамика ГДБКТУ
В результате различных причин (биение торца диска, дефекты изготовления и монтажа, начальные возмущения при пуске и т. д.) в уплотнении может возникнуть вибрация, бесконтактное состояние ГДБКТУ нарушается и