液氧泵機械密封用金屬波紋管設計研究

張樹強，王　良，陳　杰

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

液氧泵機械密封用金屬波紋管設計研究

張樹強，王良，陳杰

（西安航天動力研究所，陜西西安710100）

分析研究了液氧泵機械密封用金屬波紋管在常溫條件下軸向拉伸變形與金屬波紋管自由高度和密封摩擦功耗之間的關系，在此基礎上，研究歸納出了液氧泵機械密封用金屬波紋管設計規范，采用該規范設計生產的金屬波紋管已用于液氧/煤油發動機，該發動機已通過地面熱試車考核。

金屬波紋管；液氧泵；機械密封；設計研究

0　引言

波紋管式機械密封由于性能優異，可靠性高，可用于高轉速、高壓力、高溫及低溫等工況，因而被廣泛應用于液體火箭發動機渦輪泵密封裝置之中。液氧泵機械密封工作溫度為-183℃，工作壓力為1～2 MPa，端面平均線速度為60～75 m/s。該密封要經受渦輪泵軸向和徑向較大振動載荷。設計液氧泵機械密封用金屬波紋管時，不僅要遵守一般彈性元件的設計準則，還要遵守火箭發動機對密封特殊要求所產生的設計準則。

液氧泵機械密封用金屬波紋管在生產、裝配、試驗過程中，軸向如果產生拉伸塑性變形，導致金屬波紋管自由高度偏離設計值，密封裝配后波紋管將會受壓，增大密封摩擦功耗，從而降低了密封工作可靠性。所以設計密封時，不僅要遵守一般彈性元件的設計準則，還要考慮波紋管軸向拉伸塑性變形對密封設計準則的影響。

1　密封設計要求與結構

液氧泵機械密封設計的一般要求為：密封結構簡單可靠，且不需要輔助密封系統；……