润滑与密封

作者：王晋忠，文孟刚，高慧中，刘圆圆，翟兆阳

单位：海军装备部,,中国船舶集团有限公司第705研究所,,中国船舶集团有限公司第705研究所,,西安理工大学机械与精密仪器工程学院,,西安理工大学机械与精密仪器工程学院,

关键词：气膜浮环密封;液膜间隙;密封性能;航空发动机;泄漏量

基金：国家自然科学基金项目(52075436)；陕西省重点研发计划项目(2024GX-YBXM-216)；中国博士后科学基金项目(2023M743246);西安市碑林区科技计划项目（GX2446）

以航空发动机轴承腔中的镶装浮环密封为研究对象，采用Ansys Workbench建立单级镶装浮环热结构耦合有限元模型；仿真分析浮环密封的变形情况，模拟计算实际工作间隙，分析偏心率对单级浮环密封的影响规律。结果表明：偏心率增大浮升力增大，偏心率小于0.8时，浮环泄漏量变化不大，当偏心率大于0.8时，泄漏量因转子的高速旋转形成的古埃特剪切流越发明显而骤增。为了解多级浮环的密封性能，基于准稳态法对单级气膜浮环和三级气膜浮环密封的温度场和压力场进行分析，得到工况参数对三级浮环密封性能的影响规律。结果表明：随着压差的增大泄漏量增大，而随着转速增大，因浮环的动态间隙减小使得泄漏量逐渐减小；随着压差的增大，浮升力因内表面流体摩擦力与轴向压紧力作用先升高后降低再升高；随着转速的增大，多级浮环浮升力因浮环与轴的摩擦力，以及气体在环向沟槽动压效应先减小后增大；与单级浮环密封相比，三级浮环密封的泄漏量减少50%左右。针对浮环密封的初始间隙引起的泄漏量变化，通过改变三级浮环各级初始间隙配合得到各类型浮环的泄漏量规律，综合分析得到当第一级和第二级浮环不变时，改变第三级浮环的初始间隙，浮环的密封性和稳定性优于其他类型浮环。

来源：2025年第2期

《润滑与密封》期刊编辑部

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