机械密封覆层端面是获得高性价比密封环的重要方向,然而覆层端面的开裂是其主要的失效形式。采用有限元分析软件,建立了机械密封热-结构耦合模型,综合考虑了端面变形、液膜反压和端面温度共同作用下对密封覆层端面的影响,得到了覆层表面和覆层与基体界面的应力分布,分析了覆层端面开裂的原因。研究结果表明:热载荷对覆层应力分布有显著影响,不容忽略;阻封流体的冷却作用有利于降低热载荷对覆层应力的影响;覆层表面最大拉应力、主界面最大切应力、侧界面最大切应力和最大法向拉应力是引起覆层端面开裂的主要因素。 向应力图3覆层表面应力云图力、热载荷综合作用下，覆层受拉应力，端面开裂有限元分析-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机切管机基体受压应力。覆层表面径向应力特点是中间高，两边低；覆层表面环向应力特点是外侧略高于内侧，总体基本均匀。4应力分析覆层表面、 

转载 覆层与基体界面是机械密封复合密封环覆层端面容易开裂的薄弱环节。覆层与基体界面包括主界面和侧界面，侧界面又包括内侧界面和外侧界面，如图4所示。图4覆层端面薄弱环节以覆层端面的径向为x轴，轴向为y轴，环向为z轴。将覆层表面所在的平面设定为路径1，主界面设定为路径2，内侧界面设定为路径3，外侧界面设定为路径4。4.1覆层表面应力分析分别及由忽略热载荷数值计算和综合考虑力、热载荷数值计算得到路径1上覆层表面正应力分布，如图5所示。（a）忽略热载荷计算结果（b）综合考虑力、热载荷计算结果图5覆层表面正应力分布覆层表面处于动环端面半径46.4~57.1mm处，其余部分为基体表面。忽略热载荷影响时，覆层表面受力主要为环向压应力σz；力、热载荷共同作用下，覆层表面受力主要是径向拉应力σx和环向拉应力σz。热载荷使覆层表面的受力情况发生了根本改变，由破坏性不大的环向压应力转变成了对覆层破坏性巨大的环向拉应力和径向拉应力。对于覆层端面，热载荷是不容忽略的。在力载荷和热载荷共同作用下，覆层表面径向拉应力和环向拉应力分布为中间高、两端低。具备耐磨性的覆层常常是脆性材料，其抗拉性能差，径向拉应力会促进其环向裂纹的产生，环向拉应力会引起其径向裂纹的产生。这与实际工况中机械密封覆层端面覆层表面裂纹主要呈径向分布和环向端面开裂有限元分析-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港数控滚圆机滚弧机折弯机切管机  转载