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转子密封动力学
密封转子动力学是研究密封系统中转子的动力学特性的学科。
它主要关注密封系统中转子的运动状态、稳定性以及振动等方面的问题。
密封转子动力学的研究主要包括四个方面：
- 密封力模型及其计算方法的研究。
- 密封力集总参数（8个动力系数）的识别。
- 不同形式密封（含减阻结构和预旋等）对转子失稳的影响。
- 转子/密封动力学模型的建立和分析。
密封转子动力学的研究取得了一些重要成果，例如：以Muszynska模型为代表的集总参数模型、密封力线性动力系数的识别方法、简单转子/密封系统的分岔与混沌等复杂行为、CFD与密封/转子相结合的研究进展等。
密封转子动力学在许多领域都有应用，如航空航天、能源、化工等。
它对于提高密封系统的可靠性和稳定性具有重要意义。
钻探工程Drilling Engineering第50卷增刊2023年9月Vol. 50 Sup.Sep. 2023：38-43非接触式端面密封流体动压效应的研究进展薛婷1，2，王瑜*1，2，张凯1，2，孔令镕1，2，张伟1，2，刘宝林1，2（1.中国地质大学（北京）工程技术学院，北京100083； 2.自然资源部深部地质钻探技术重点实验室，北京100083）摘要：非接触式端面密封运行稳定，端面之间无直接摩擦，能使密封寿命大大延长，作为各种旋转机械的轴端密封有着广泛的应用前景，对于深井、超深井钻探钻具的运行和钻井效率有着重要意义。
非接触式端面密封以在端面进行构型设计的方式产生动压效应，提高密封的承载能力。
本文阐述端面表面沟槽形状、端面变形、温粘效应和空化效应对端面密封的流体动压效应产生的影响，归纳总结流体动压效应理论、实验和应用的研究现状，并展望未来非接触式端面密封的发展方向。
关键词：非接触式；端面密封；流体动压；钻具；旋转机械中图分类号：P634.4+2;TE921+2 文献标识码：A 文章编号：2096-9686（2023）S1-0038-06Research on progress of hydrodynamic pressure effectof non⁃contact face sealXUE Ting 1，2， WANG Yu *1，2， ZHANG Kai 1，2， KONG Lingrong 1，2， ZHANG Wei 1，2， LIU Baolin 1，2(1. School of Engineering and Technology ， China University of Geosciences (Beijing )， Beijing 100083， China ； 2. Key Laboratory of Deep GeoDrilling Technology ， MNR ， Beijing 100083， China )Abstract ： Non‑contact face seal has a stable operation and no direct friction between the faces ， which can greatly extend the seal life and has a wide application prospect as a shaft seal for various rotary machinery. Non‑contact face seals are designed with a configuration on the face to produce a hydrodynamic pressure effect to improve the load carrying capacity of the seal. This paper describes the influence of groove shapes ， face deformation ， temperature‑stick effect and cavitation effect on the hydrodynamic pressure effect of face seals ， summarizes the current research status on the theory ， experiment and application of hydodynamic pressure effect ， and prospects the future development direction of non‑contact face seals.Key words ： non‑contact; face seals; hydrodynamic pressure; drilling tools; rotary machinery0 引言钻探是勘探和获得矿产资源、探明水文地质和工程地质最重要的技术手段，深井、超深井钻探工程面临着井底高温、高压、振动、磨粒磨损等恶劣工况条件，且高温下钻井液对钻具的腐蚀较常温下更为复杂，端面密封作为各种旋转部件的主要轴封方式［1］，其可靠性对于钻具的运行和钻井效率有着重要意义。
间隙密封旋转接头流场特性仿真分析周栋栋;陈奎生;湛从昌;余广【摘要】间隙密封旋转接头在高速旋转过程中,密封间隙大小容易受到外界干扰而变化,从而引起接头体和芯轴的磨损以及泄漏量加剧.通过采用CFD技术对内部环形间隙进行仿真,分析了均压槽分布在芯轴表面和接头体内壁面两种不同形式以及芯轴转速对泄漏量的影响,得出了间隙流场内流体压力、速度分布和泄油口的流量.结果显示:间隙流场的压力呈线性分布;均压槽两种不同分布形式对旋转接头的泄漏量无影响,均压槽分布在芯轴表面具有更好的抗磨损作用;旋转接头的泄漏量随着转速的提高而减小.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2016(000)010【总页数】3页(P63-65)【关键词】旋转接头;间隙密封;泄漏量;均压槽【作者】周栋栋;陈奎生;湛从昌;余广【作者单位】武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081;武汉科技大学机械自动化学院,湖北武汉430081【正文语种】中文【中图分类】TH16;TH137旋转接头是一种在360°旋转过程中输送液体或气体介质的密闭连接器，并作为专用机床、深孔钻机、板材卷曲机等机械设备上的关键部件被广泛使用。
为满足现代机械设备高速、高压的使用条件，通常旋转接头采用间隙密封技术。
间隙密封是一种简单而应用广泛的密封方法，它是依靠相对运动零部件配合面间的微小间隙来防止泄漏［1-3］。
均压槽通常在旋转接头间隙密封中，起到保证芯轴与接头体同心的作用，其改变了其密封间隙的结构，同时对泄漏量也有一定的影响［4-5］。
间隙密封旋转接头在实际应用中决定了它允许存在一定泄漏量和压力损失［6］。
对此，通过商用软件Fluent对旋转接头密封间隙内部流场特性进行了仿真分析。
在旋转接头工作过程中，接头体静止不动，芯轴高速旋转，液压油充满两者间微小间隙，产生静压以及减磨自润滑的“膜轴承”效应［2］。
旋转接头的结构和工作原理(图解一）机械密封结构旋转接头(简称旋转接头）的工作原理,是通过轴向力将动环压在补偿静环或游动环上，或者反过来将补偿静环或浮动环(中间环)压在非补偿的动环上，使其保持密封.动环（空心轴)和壳体、端盖、底盖之间的轴向不密封通路靠O形圈和各种断面的弹性密封圈等加以密封，其结构见图2—4、2—5和2—6。
在一般情况下，每种旋转接头都是由固定、浮动或游动的径向密封元件和旋转的动环（空心轴，球面弹簧座等)以及轴向密封元件一起构成的。
它具有密封面加工精确、费用少和消除空心轴磨损的优点。
为了调整和补偿摩擦副本身的轴向热膨胀以及摩擦剐端面，球面的磨损而造成的不良状态，旋转接头内至少要包含一个弹性元件，例如,弹簧、波纹管。
图2-1为球面或球面和端面组合型密封结构，双向内管旋转式旋转接头。
为什么把密封面做成球面?这是因为球面摩擦运动副结构在间隙允许的范围内自由度较多,能适应配用设备的强烈振动和摇摆。
从图2-1中看出，动环是固定于外管2上的球面体4和由它带动一起旋转并能轴向移动的球面弹簧座17；补偿环是两个静止或游动的凹形环3、5是无油滑动轴承。
这一结构有六个密封点(面)，即a、b、c、d、e、f.a、b点（面)相对转动密封，，是靠弹簧18和被密封的流体压力在相对运动的球面体(动环）4和17(球面弹簧座）与补偿环(静环或游动环）3接触面(球面）上产生一合适的压紧力，使这两个光洁的球面紧密贴合而达到密封的目的。
两球面之所以必须光洁,零件的同心度，球面度要求较高，是为了给球面创造完全或接近完全贴合和压紧力均匀的条件。
c、d点(面)，是两个端面密封。
当配用设备振动和摇摆不大，压紧力合适时,两个补偿环3一般处于静止状态,属于静密封情况。
当配用设备振动和摇摆强烈，压紧力较大时，由于补偿环3的外径与壳体6的内径之间因留有较大的间隙, 它将随球面体(动环)4和17不·同步地在相应的端面上作相对游动，但相匹配的接触端面必须光洁、平直.由于轴向力的作用,使补偿环3的端面与壳体6的内端面以及中盖9端面紧密贴紧,使c、d两端面不容易泄漏。
《空间机械臂间隙与摩擦动力学仿真分析》篇一一、引言空间机械臂作为现代航天技术的重要组成部分，其性能直接关系到空间作业的效率和安全性。
在空间机械臂的设计与制造过程中，间隙与摩擦动力学是两个关键因素。
间隙的存在可能导致机械臂运动过程中的不稳定性，而摩擦动力学则影响着机械臂的精确度和寿命。
因此，对空间机械臂的间隙与摩擦动力学进行仿真分析具有重要的理论和实践意义。
本文将重点对空间机械臂的间隙与摩擦动力学进行仿真分析，以期为相关研究和应用提供参考。
二、空间机械臂结构与工作原理空间机械臂主要由驱动系统、控制系统、机械结构等部分组成。
其中，驱动系统负责提供动力，控制系统负责实现机械臂的精确控制，而机械结构则是实现空间作业的主体。
空间机械臂的工作原理是通过控制系统对驱动系统进行控制，使机械臂完成预定动作，实现空间作业。
三、间隙对空间机械臂动力学的影响间隙是机械系统中普遍存在的现象，它主要由于制造误差、装配误差等因素引起。
在空间机械臂中，间隙的存在可能导致机械臂运动过程中的不稳定性。
为了分析间隙对空间机械臂动力学的影响，我们建立了考虑间隙的动力学模型。
通过仿真分析，我们发现间隙会使机械臂的运动轨迹发生偏离，降低运动的稳定性和精度。
此外，间隙还会导致机械臂在运动过程中产生振动，影响其正常工作。
四、摩擦对空间机械臂动力学的影响摩擦是机械系统中的另一个重要因素，它主要由于接触面之间的相互作用引起。
在空间机械臂中，摩擦不仅影响机械臂的运动精度和寿命，还可能引起热效应等问题。
为了分析摩擦对空间机械臂动力学的影响，我们建立了考虑摩擦的动力学模型。
通过仿真分析，我们发现摩擦会使机械臂的运动产生阻力，降低其运动速度和精度。
此外，摩擦还会导致机械臂在运动过程中产生热量，可能影响其正常工作。
五、空间机械臂间隙与摩擦动力学的仿真分析为了全面分析空间机械臂的间隙与摩擦动力学特性，我们建立了综合考虑间隙与摩擦的动力学模型。
通过仿真分析，我们得到了空间机械臂在不同工况下的运动轨迹、速度、受力等情况。
非接触机械密封的非线性动特性系数及瞬态振动响应分析王技德;张国渊【摘要】Considering the tilt of a seal ring, the transient vibration response analysis model of a non--contact mechanical seal was presented. The model was consisted of transient Reynolds equation, motion equation and equation for solving the second--order nonlinear dynamic coefficients of the seal. With Euler method, the characteristic parameters of the transient vibration response were obtained, which included the axial vibration displacements and the angle--swing of the static ring. 14 nonlinear forces and 14 nonlinear overturning moment dynamic coefficients for the non--contact mechanical seal were calculated. The results show that the influences of the damping effects of the sealed fluid between the seal gaps on the axial vibration displacements and the angle--swing are linear. The film thickness distribution changes with the axial vibration of seal, which will lead to static ring swing, and the swing can also cause the axial vibration of the seal.%建立了考虑倾斜情况的弹性补偿单元支撑的非接触机械密封瞬态振动响应分析模型,该模型包括了瞬态Reynolds方程、运动方程以及二阶非线性动特性系数求解方程等。
接触式密封间隙内流动模型和密封性能分析胡国良发表时间：2019-06-28T08:58:00.317Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第4期作者：胡国良1 张家远1 黄伟峰2 李洪平3[导读] 摘要：本文采用解析法和数值法相结合的形式，针对航空发动机常用接触式密封间隙内流动进行求解。
研究了密封端面压力、泄漏量、密封接触力的分布和变化与膜厚关系。
研究表明，密封泄漏量大小与密封间隙及密封间润滑油的粘度有很大的联系；虽然在等温等膜厚的条件下，解析方法和数值方法都能得到正确的解，而解析方法显然更加方便精确（无数值误差），但用解析方法计算在有粘度变化的情况下的端面压强分布是存在一定困难的，此时，建1 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所北京 1000952 清华大学机械工程系北京 1000843 空装驻北京地区第四军事代表室北京 100040摘要：本文采用解析法和数值法相结合的形式，针对航空发动机常用接触式密封间隙内流动进行求解。
研究了密封端面压力、泄漏量、密封接触力的分布和变化与膜厚关系。
研究表明，密封泄漏量大小与密封间隙及密封间润滑油的粘度有很大的联系；虽然在等温等膜厚的条件下，解析方法和数值方法都能得到正确的解，而解析方法显然更加方便精确（无数值误差），但用解析方法计算在有粘度变化的情况下的端面压强分布是存在一定困难的，此时，建立数值模型对密封流场进行分析就会显示出它的优势。
关键词：机械密封密封间隙流场数值模型密封性能1 引言航空发动机作为飞机的心脏，是航空工业的核心技术，也是衡量一个国家军事装备水平、科技工业实力和综合国力的重要标志。
航空发动机相关零部件及其关键技术的研制，是推动航空发动机技术发展必不可少的支柱，而且随之带来的新的经济增长方式和科学技术发展对增强国家综合实力和国际竞争力、加快现代化步伐具有重大意义。
密封是航空发动机的重要部件之一，其性能对发动机燃油消耗率和推重比等有着直接的影响，密封性能退化及其引起的发动机结构故障也是引起飞机计划外更换发动机的重要原因之一。
