1. 研究目的与意义
机械密封是一种旋转密封，又叫端面密封。按国家有关标准定义为：由至少一对垂直与旋转轴线的端面在流体压力或补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄露的装置。机械密封密封性能好，性能稳定，泄漏量少，摩擦功耗低，使用周期长，对轴磨损少，能满足多种工况要求。因此，在工业的各个领域都有机械密封的应用。随着人们环保意识的不断增加以及节能减排行动的逐步深入，通过不断地理论研究和技术创新，实现机械密封的零泄漏，低污染，低磨损，低成本和高寿命已是势在必行。
石油，石化工业中工艺流体大多具有以下特点：易燃、易爆、剧毒、重污染、高速、高温、高压，普通的机械密封难以完满的达到以上流体的密封，实现零泄漏。为了进一步解决机械密封的泄露和摩擦损耗的问题，实现机械密封的零泄漏，本实验研究将激光表面造型技术应用到机械密封中，对机械密封端面几何形状进行优化设计，优化设计后机械密封特别适用于普通机械密封难以适用的苛刻工况条件，以及化工、石油、核电等一些特殊行业。本研究基于自行研制开发的LabView数据采集系统，对激光加工梯形槽和T形槽端面密封展开实验研究，分析槽型几何参数和操作工况对机械密封泄漏量、端面摩擦扭矩、端面磨损量等性能指标的影响，得出有益的结论,同时验证LabView数据采集系统的可行性。本研究有利于进一步完善激光表面造型技术在机械密封性能中的研究和发展，使该技术能逐渐应用于实际生产，从而提高机械密封的密封性能。
2. 国内外研究现状分析
槽的深度、槽数、槽的均匀分布等几何参数都直接影响泄漏量、端面温升、摩擦系数等机械密封的主要性能参数。早在20世纪60年代，国外研究人员就已经开始在密封环表面加工微细槽型以改善摩擦副表面间的润滑状况，从而提高密封环端面的摩擦性能。60年代初，Mayer通过研究发现有径向槽的机械密封在摩擦性能上要好于普通机械密封。1968年，H.S.Cheng等学者通过对可压缩流体介质的端面密封的压力形成和静态稳定性的研究，阐述了端面间存在流体动压效应的概念。70年代，螺旋槽、V型槽等表面造型结构相继在机械密封上得到应用。1972年，Smalley对球面、柱面和平面槽型的气体端面密封进行研究，并用直角坐标系的窄槽理论以及有线差分法求解Reynolds方程，求得了承载力、泄漏量、功率消耗等密封性能参数。Etsion在1983年明确提出了零泄漏非接触密封的概念，并在此基础上发明了圆叶槽机械密封，从而打破了非接触式密封不能实现零泄漏这一传统观念。2001年，Brad等人对螺旋槽气体端面密封进行了动态研究，并推导了相应的数学公式。2003年，Fenshe等学者通过实验得出表面激光造型可以减少钢密封件的摩擦系数，特别是在边界润滑或混合润滑的情况下。
我国的机械密封技术起步较晚，但发展很快。天津工业大学激光应用研究所得林子光、郭炎等人，通过台架试验发现经过激光微精处理后的试件表面轮廓有明显的凹坑形貌，赋予了工件优越的支撑表面，具有较高的抗摩擦能力。王晓雷等人采用Sic密封环表面蚀刻技术提高表面抗粘着能力，优化后的工件承载力比光滑表面提高2倍以上。2004年，于新奇对端面开全孔的端面机械密封性能进行研究，得出了转速、开孔深度和密度对端面温升和摩擦扭矩有很大影响的结论。2006年，南京工业大学的周剑锋、顾伯勤等人对机械密封中热流体流体动力学效应和端面间液膜特性进行了深入研究。
目前有很多专门从事研究、生产表面造型机械密封的公司和机构。国外有：欧洲密封协会、英国流体力学组织、德国Gehring公司、日本的皮拉公司等。国内有：华东理工大学、南京工业大学、中国石油大学、北京化工大学等
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
（1）完成基于labview数据采集系统的梯形槽和t形槽端面密封试验研究方案设计，包括试件设计、试件数量的确定，试验参数如转速、端面载荷、介质压力选择，单个试件的试验时长，摩擦特性与泄漏特性参数测量方法的选择；
（2）试验与测量，包括试件的加工、装夹、拆卸，泄漏量、端面摩擦扭矩、端面磨损量的测量及试验数据的记录；
4. 研究创新点
无
