油气两相动压密封自振稳定性流固热耦合分析*
2021-01-20李双喜廖浩然刘兴华
润滑与密封 2021年1期
李双喜 廖浩然 陈 炼 刘兴华 赵 祥
(北京化工大学机电工程学院 北京 100029)
油气润滑是指通过压缩空气携带微量润滑油进行润滑的润滑方式[1],其能够同时起到冷却与润滑的作用。油气润滑状态下的润滑油始终为液态,对坏境污染小[2],因而广泛应用于轴承腔、齿轮箱的润滑。
油气两相动压密封是一种密封介质为油气混合物的密封装置,是航空航天等领域高速轴承箱的关键元件。密封自振是密封在运行过程中受到干扰并恢复后,补偿环在平衡位置发生的后续振动。一般用密封自振稳定性来表征密封发生自振的难易程度,自振稳定性包括轴向和角向的自振稳定性。密封自振稳定性较差时容易引发密封系统失稳,造成严重的后果,因此保证密封自振稳定性是密封长久稳定运行的必要条件。
油气两相动压密封作为非接触密封,具有使用寿命长、维护成本低、泄漏量小的特点[3],且其稳定性以及密封性能优良。现有动压密封集中于有关槽型的优化[4-5]和温度场[6-7]的分析。在动态性能研究方面,邓强国等[8]、张伟政等[9]总结了流体动压干气密封研究现状,提出了微扰法、摄动法、龙格-库塔法、步进法等多种研究求解方法;李双喜等[10]求解了动静压密封端面间气膜雷诺方程;GREEN和BARNSBY[11]推导得到了非接触式气密封动态稳定性数值分析方法。
在自振稳定性研究方面,刘雨川等[12]提出了角向气锤自振概念,研究了不同端面结构对密封稳定性的影响;马纲等人[13]应用简正模验证了角向气锤振动的存在并总结了其对密封的影响;……
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