液体润滑机械密封正常运行时,端面间的膜厚一般为1~15μm,液体表面张力对密封性能的影响不可忽略。本文以激光加工多孔端面机械密封(LST-MS)为研究对象,提出了疏水型面的几何结构模型,从理论上证明了疏水型面的自密封性;采用有限元方法求解雷诺方程,分析了密封介质表面张力系数在不同转速、不同介质压力等操作条件下对端面液膜刚度、开启力和泄漏率的影响规律,指出了润湿性对密封性能影响的重要性,并从理论上证明采用疏水型面的LST-MS完全可以实现零泄漏。结果表明,在转速n≤100 r.min-1、介质压比Po≤2的低速、低压工况条件下,采用疏水型面的LST-MS在保持高液膜刚度和开启力的同时,可使泄漏率大幅度降低;在端面发生轴向振动导致液膜厚度较大时,仍然可以使用具有高值表面张力系数的封液或冲洗液控制泄漏率;疏水型面宽度比γ的取值范围为:0.01≤γ≤0.10。
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