李彦启 刘启东 刘合荣 刘明涛

(天津科技大学机械工程学院 天津 300222)

机械密封是矿山、石油、化工企业中机器设备的关键基础部件，一旦失效，设备将出现泄漏问题，造成机器设备运行效率降低、能源浪费、环境污染等问题。镶嵌结构式机械密封是指把密封环镶嵌到金属环座之中，使两部分之间靠过盈配合来实现扭矩传递并起到密封作用。由于装配应力的存在，使得镶嵌密封环在结构设计和参数确定上与整体密封环有较大不同，密封环镶嵌结构的微小变化都可能对镶嵌后密封环性能产生很大影响，其中以镶嵌过盈量影响最大[1]。

针对镶嵌式机械密封，国内外学者主要针对镶嵌过盈量和力变形进行分析计算，对镶嵌密封环不同温度下的变形研究较少。张明奎[2]通过使用温度下的线膨胀系数和端面摩擦力矩计算出镶嵌配合的最小过盈量，并对最大过盈量进行探讨，但未对结合面的接触应力进行相应的计算分析。高斌超等[3]建立二维轴对称热力耦合模型，分析了不同压力下的密封性能，结果表明，端面形成收敛型泄漏间隙，随着密封压力的增大，端面最小膜厚减小，温度升高。该文献虽对热力变形引起的液膜变化进行了详细的探讨，但对热力变形的规律未做详细的分析。丁雪兴等[4]对端面热变形、力变形及热力耦合变形进行了对比分析，结果表明，受力引起的变形与热变形变化趋势相反，热力耦合变形位于两者之间。……