膜盒式機械密封設計研究

張 峰，寧建華，趙偉剛，王 良

（西安航天動力研究所,陜西西安710100）

膜盒式機械密封設計研究

張 峰，寧建華，趙偉剛，王 良

（西安航天動力研究所,陜西西安710100）

基于膜盒式機械密封理論與經驗，研究了膜盒式機械密封密封材料、密封結構、密封性能、密封比壓、泄漏量等之間的關系。基于ANSYS有限元軟件平臺面－面接觸分析模塊Contact Pressure，仿真分析和計算了膜盒式靜環組件在過盈配合壓裝條件下端面塊應力、應變場分布與變形量之間的關系，得出了膜盒式機械密封密封材料選擇、結構、靜環組件、密封性能參數設計準則。在該準則中端面塊過盈量選取范圍為0.16-0.18 mm之間。采用該設計準則設計的膜盒式機械密封已經用于某戰略彈道導彈武器系統用液體火箭發動機之中，該發動機已經通過了地面熱試車考核。

機械密封；膜盒；過盈量設計;仿真分析

0 引言

機械密封廣泛應用于石油、化工、航海、航空、航天以及核電工業等領域[1-2]。高性能機械密封可提高設備工作與運行效率、可靠性、安全性、環保性，并可延長設備工作和使用壽命，降低能耗[3]。機械密封是一種軸向端面動密封裝置，該密封由動環、靜環、膜盒、彈簧、液封輪、阻尼帶、密封殼體以及輔助密封等組成。動環和靜環摩擦副預緊力由膜盒彈性元件提供，以確保密封靜態時處于有效密封狀態。在機械密封處于工作狀態時，依靠動環、靜環、膜盒、彈簧、液封輪、阻尼帶、密封殼體以及輔助密封等之間的相互作用來實現并完成動密封功能。……