專利名稱：一種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種應用于旋轉(zhuǎn)機械中的密封結構，尤其涉及一種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構。
背景技術：
密封結構是航空發(fā)動機、汽輪機、壓縮機等旋轉(zhuǎn)機械的關鍵部件，密封結構在抑制旋轉(zhuǎn)機械流體泄露的同時還會產(chǎn)生氣流激振力，影響轉(zhuǎn)子穩(wěn)定性。隨著旋轉(zhuǎn)機械工作介質(zhì)參數(shù)的不斷提高，由密封結構產(chǎn)生的氣流力所引起的氣流激振問題越來越突出。密封動力學原理與動壓滑動軸承作用原理相似。密封結構氣膜間隙具備了形成動壓氣膜的必要條件①轉(zhuǎn)子與靜子之間形成楔形間隙；②轉(zhuǎn)子與靜子之間充有粘性流體;③轉(zhuǎn)子與靜子之間有相對運動，帶動流體由間隙大端流向間隙小端。密封結構間隙氣流力產(chǎn)生的氣流激振現(xiàn)象與滑動軸承間隙油膜力產(chǎn)生的油膜振蕩現(xiàn)象有共同點①都是旋轉(zhuǎn)機械微小間隙流體產(chǎn)生， 均屬于流體激振；②流體激振原理相同，都是由切向流體激振力使得轉(zhuǎn)子渦動，當渦動頻率與轉(zhuǎn)子固有頻率接近時，產(chǎn)生流體激振振動現(xiàn)象相同，都屬于自激振動，使得旋轉(zhuǎn)機械產(chǎn)生低頻振動。對滑動軸承而言，軸承形式對穩(wěn)定性的影響很大，圓柱滑動軸承的穩(wěn)定性較差，為了提高軸承的工作穩(wěn)定性，常把軸承做成多油楔形狀，和傳統(tǒng)圓柱滑動軸承的單油楔軸承相比，多油楔滑動軸承建立了附加的流體動壓，提高了抗失穩(wěn)裕度，三油楔滑動軸承是典型的多油楔滑動軸承，在工程設計中被廣泛應用。近年來，為提高密封的穩(wěn)定性，減小氣流激振力，人們在傳統(tǒng)迷宮密封的基礎上，通過改變密封本身的結構提出了蜂窩、反旋流、阻尼、袋式等新型密封型式，取得了一定的效果。但密封結構型式的不斷改進導致結構越來越復雜，容易產(chǎn)生由于摩擦引起的不穩(wěn)定振動故障。上述形式的密封結構雖然機理不完全相同，但本質(zhì)上都屬于圓形密封結構，即密封沿周向結構均為圓形。對于圓形密封而言，氣流在偏心轉(zhuǎn)子與定子之間的楔形間隙內(nèi)所產(chǎn)生的氣體軸承效應是導致密封氣流激振的重要因素。因此，氣流激振問題不可能得到根本解決。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是一種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構，包括密封套和密封體，密封體固定在密封套上，密封體上有周向的迷宮密封齒，密封齒分為三段等長圓弧結構，這兩段圓弧的包角小于120。，三段圓弧的圓心分別為Op 02、O3，且各段圓弧的圓心距離密封幾何中心位置的距離均為3，其中0< δ <R-r，r為轉(zhuǎn)子的半徑，轉(zhuǎn)子的圓心為O,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為ω。本發(fā)明借鑒三油楔滑動軸承的思想，不改變傳統(tǒng)圓形密封的整體結構，將傳統(tǒng)的圓形密封結構設計成為三氣楔密封結構，其主要優(yōu)點如下1、結構簡單，任何傳統(tǒng)圓形密封如迷宮密封、蜂窩密封、刷式密封等都可以據(jù)此改變?yōu)橄鄳娜龤庑詫m密封、三氣楔蜂窩密封、三氣楔刷式密封等；2、三氣楔密封結構適用于雙向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)均可形成楔形間隙，形成動壓氣膜。
3、與傳統(tǒng)圓形密封相比，三氣楔密封在工作中形成上下三個氣楔，形成三個動壓氣膜，增加了動壓氣膜的約束，提高了密封的氣膜剛度，有助于提高穩(wěn)定性，提高密封的抗氣流激振能力。


圖1是本發(fā)明的結構示意圖。圖2是三氣楔密封結構周向局部視圖。圖3是三氣楔密封結構軸向局部試圖。圖中1-第一密封齒圓弧；2-第二密封齒圓??；3-第三密封齒圓??；4-氣膜；5-轉(zhuǎn)子；6_密封套；7-T型槽；8_密封體；9_密封齒。
具體實施例方式如圖1-圖3所示，一 種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構，包括密封套6，T型槽7和密封體8，密封套6內(nèi)設有T型槽7，密封體8通過在圓周方向向上T型槽7與密封套6固定在一起，密封體8上有周向的迷宮密封齒9，密封齒9與轉(zhuǎn)子5之間形成氣膜4，密封齒9分為三段等長圓弧結構第一密封齒圓弧1、第二密封齒圓弧2、第三密封齒圓弧3，這三段圓弧的包角小于120。，其中圓弧I的圓心為O1，圓弧2的圓心為O2，圓弧3的圓心為O3，三段圓弧的半徑均為R，且三段圓弧的圓心距離密封幾何中心位置的距離均為3，其中0< δ< R-r, r為轉(zhuǎn)子的半徑,轉(zhuǎn)子的圓心為O,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速為ω。這樣，轉(zhuǎn)子與靜子間的相對滑動表面形成油膜，在轉(zhuǎn)子與靜子間的楔形間隙下產(chǎn)生動壓。三氣楔密封的特點是與傳統(tǒng)圓形密封相比，三氣楔密封結構在工作中形成上下三個氣楔，形成三個動壓氣膜，增加了動壓氣膜的約束，增強了密封的穩(wěn)定性；且即使軸在密封中心位置(O),轉(zhuǎn)子相對于軸瓦圓弧中心(O1, O2, O3)也并不處在同心位置，而處在偏心相當大的位置。因此與圓形密封相比，三氣楔密封結構提高了密封的氣膜剛度，進而提高了密封的穩(wěn)定性。本發(fā)明沿用當前很多固定密封安裝固定的T型槽安裝方式。將三氣楔密封設計成固定于汽缸T型槽的固定部件，不改變傳統(tǒng)圓形密封的整體結構，只將傳統(tǒng)密封的密封齒部分由圓形結構改為三段等長的圓弧結構。當轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，形成三個氣楔，形成三個動壓氣膜，增加了動壓氣膜的約束，增強了密封氣膜剛度，有助于提高密封的穩(wěn)定性。密封塊材料為普通的45鋼、GCr15等材料。
權利要求
1.一種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構，包括密封套和密封體，密封體固定在密封套上，其特征在于密封體上有周向的迷宮密封齒，密封齒分為三段等長圓弧結構，這三段圓弧的包角小于120。，三段圓弧的圓心分別為OpOyO3，且各段圓弧的圓心距離密封幾何中心位置的距離均為1其中0< δ <R-r，r為轉(zhuǎn)子的半徑。
2.如權利要求1所述的一種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構，其特征在于密封套內(nèi)設有T 型槽，密封體通過在圓周方向向上T型槽與密封套固定在一起。
全文摘要
一種新型高穩(wěn)定三氣楔密封結構，包括密封套和密封體，密封體固定在密封套上，密封體上有周向的迷宮密封齒，密封齒分為三段等長圓弧結構，這三段圓弧的包角小于120゜，三段圓弧的圓心分別為O1、O2、O3，且各段圓弧的圓心距離密封幾何中心位置的距離均為δ，其中0＜δ＜R-r，r為轉(zhuǎn)子的半徑。本發(fā)明結構簡單，任何傳統(tǒng)圓形密封都可以據(jù)此改變?yōu)橄鄳拿芊饨Y構；三氣楔密封結構適用于雙向旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)均可形成楔形間隙，形成動壓氣膜。與傳統(tǒng)圓形密封相比，三氣楔密封結構在工作中形成上下三個氣楔，形成三個動壓氣膜，增加了動壓氣膜的約束，提高了密封的氣膜剛度，有助于提高穩(wěn)定性，提高密封的抗氣流激振能力。
文檔編號F16J15/447GK103047421SQ20131002037
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月18日 優(yōu)先權日2013年1月18日
發(fā)明者孫丹, 艾延廷, 肖忠會, 王學軍, 鄭鐵生 申請人:沈陽航空航天大學