剖分式机械密封传热及耦合变形的数值研究

为研究剖分式机械密封变形规律，建立剖分式机械密封三维传热模型，计算剖分环端面摩擦热、摩擦热分配系数及对流换热系数，研究主轴转速、冲洗量对剖分环温度场、热变形及热-力耦合变形的影响，同时分析箍紧力对剖分环热-力耦合变形的影响。研究结果表明：温度最高点位于密封端面内径侧，且碳石墨剖分静环的密封端面温度比碳化硅动环的高，密封端面和分型面在温度场作用下产生正锥度变形，而箍紧力可以减小密封端面及分型面的变形；剖分动静环的端面和分型面热变形锥度随转速的增大，均呈现增大趋势，端面的耦合变形锥度也随之增大；冲洗量增大，剖分动环端面和分型面热变形锥度减小，端面耦合变形锥度减小，剖分静环变形规律相反；箍紧力增大，剖分动环、静环端面耦合变形锥度增大。