流体机械

项目	数值
颗粒直径/mm	0.3
颗粒密度/（g·cm^-3）	2.0
颗粒泊松比	0.25
颗粒剪切模量/Pa	1.1×10¹⁰
304不锈钢密度（零部件材质）/（g·cm^-3）	7.93
304不锈钢泊松比	0.25
304不锈钢剪切模量/Pa	7.94×10¹⁰
颗粒-颗粒恢复系数	0.225
颗粒-颗粒静摩擦系数	0.375
颗粒-颗粒滚动摩擦系数	0.25
颗粒-304不锈钢恢复系数	0.225
颗粒-304不锈钢静摩擦系数	0.698
颗粒-304不锈钢滚动摩擦系数	0.225
JKR表面能/（J·m^-2）	0.000 825

项目	数值
颗粒直径/mm	0.3
颗粒密度/（g·cm^-3）	2.0
颗粒泊松比	0.25
颗粒剪切模量/Pa	1.1×10¹⁰
304不锈钢密度（零部件材质）/（g·cm^-3）	7.93
304不锈钢泊松比	0.25
304不锈钢剪切模量/Pa	7.94×10¹⁰
颗粒-颗粒恢复系数	0.225
颗粒-颗粒静摩擦系数	0.375
颗粒-颗粒滚动摩擦系数	0.25
颗粒-304不锈钢恢复系数	0.225
颗粒-304不锈钢静摩擦系数	0.698
颗粒-304不锈钢滚动摩擦系数	0.225
JKR表面能/（J·m^-2）	0.000 825

项目	数值
腔体容积/L	26
腔体内径/mm	300
腔体长度/mm	335
动轴直径/mm	174
螺旋头数	2
螺旋螺距、槽深/mm	40，14.5
浮动块长、高、宽/mm	84，8，5
浮动块槽深/mm	7
动轴转速/（r·min^-1）	165
颗粒填充率	0.3~0.5
密封座长度/mm	95
密封座内孔直径/mm	206

项目	数值
腔体容积/L	26
腔体内径/mm	300
腔体长度/mm	335
动轴直径/mm	174
螺旋头数	2
螺旋螺距、槽深/mm	40，14.5
浮动块长、高、宽/mm	84，8，5
浮动块槽深/mm	7
动轴转速/（r·min^-1）	165
颗粒填充率	0.3~0.5
密封座长度/mm	95
密封座内孔直径/mm	206

试验编号	浮动块数量/件	粉体颗粒泄漏数量/个
1	0	1 996
2	2	1 983
3	4	1 206
4	6	1 110
5	8	523
6	10	175
7	12	75

试验编号	浮动块数量/件	粉体颗粒泄漏数量/个
1	0	1 996
2	2	1 983
3	4	1 206
4	6	1 110
5	8	523
6	10	175
7	12	75

项目	限制值
腔体内绝对压力/MPa	约为0.1
腔体填充率	≤70%
动轴转速/(r·min^-1)	110

项目	限制值
腔体内绝对压力/MPa	约为0.1
腔体填充率	≤70%
动轴转速/(r·min^-1)	110

犁刀混合机浮动块离心动轴密封增强结构设计与研究

邹俊伟 ¹^,² , 李毅波 ¹ , 宋玉梁 ² , 孙家保 ²

流体机械 | 设计计算 2025,53(9): 60-67

收起

流体机械 |设计计算 2025 , 53 (9) : 60 -67

犁刀混合机浮动块离心动轴密封增强结构设计与研究

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邹俊伟¹^,², 李毅波¹, 宋玉梁², 孙家保²

作者信息

¹中南大学机电工程学院，长沙 410000

²湖南探索机械科技有限公司，湖南株洲 412000

作者简介:

邹俊伟（1983），男，博士，高级工程师，主要研究方向为先进与智能工程设备设计与制造，通信地址：412000湖南省株洲市芦淞区航机路珠华工业园湖南探索机械科技有限公司，E-mail：zjwniu@126.com。

Design and research of centrifugal‑enhanced dynamic shaft seal structure with floating blocks for plow blade mixer

Junwei ZOU¹^,², Yibo LI¹, Yuliang SONG², Jiabao SUN²

Affiliations

¹College of Mechanical and Electrical Engineering，Central South University，Changsha 41000，China

²Hunan Explore Mechanical Technology Co.，Ltd.，Zhuzhou 412000，China

出版时间: 2025-09-30 doi: 10.3969/j.issn.1005-0329.2025.09.009

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摘要

收起

针对犁刀混合机新型动轴密封装置中迷宫密封处存在少量粉体介质泄漏并堆积的问题，分析了该密封装置的工作原理，提出了一种基于螺旋槽内浮动块的离心密封增强技术及设计方法，并开展了浮动块数量优化与材料选择研究。通过对浮动块离心密封增强结构进行仿真分析与试验验证，结果表明：随着浮动块数量的增加，粉体颗粒泄漏量显著下降；当浮动块数量从2件增至4件时，泄漏量下降速率最快；当浮动块数量为12件时，粉体颗粒泄漏量降至75个，表明泄漏情况已得到明显改善；当浮动块数量设计为6件时，迷宫密封等其它密封处的粉体介质泄漏量为1.25 g，满足试验要求，且泄漏量约为无浮动块离心密封结构的1/3，显著提升了动轴密封装置的密封性能，并延长了密封件的使用寿命。由于浮动块在工作时处于浮动状态，可自动补偿因磨损而增大的间隙，从而确保持续的密封效果。研究对提升犁刀混合机及其他类型粉体机械设备的动轴密封性能具有一定的指导意义。

关键词

犁刀混合机 / 粉体介质 / 离心密封

Abstract

收起

To address the problem of minor leakage and accumulation of powdered media in the labyrinth seal of the new dynamic shaft seal device for a plow blade mixer，the working principle of the seal device was analyzed.A centrifugal sealing enhancement technology and design method based on floating blocks in spiral grooves was proposed，and optimization of the number of floating blocks and material selection was studied.Through simulation analysis and experimental verification of the centrifugal sealing enhancement structure with floating blocks，the results show that as the number of floating blocks increases，the leakage of powder particles decreases significantly；when the number of floating blocks increases from 2 to 4，the leakage rate decreases the fastest；when the number of floating blocks is 12，the leakage of powder particles decreases to 75 particles，indicating that the leakage situation has been significantly improved；when the number of floating blocks is designed to be 6，the leakage of powder media in other seals such as the labyrinth seal is 1.25 g，meeting the test requirements，and the leakage is about one‑third of that of the centrifugal seal structure without floating blocks，significantly improving the sealing performance of the dynamic shaft seal device and extending the service life of the seals.Since the floating blocks are in a floating state during operation，they can automatically compensate for the increased clearance due to wear，thereby ensuring continuous sealing effect.The research has certain guiding significance for improving the dynamic shaft sealing performance of plow blade mixers and other types of powder machinery equipment.

Key words

plow blade mixer / powder medium / centrifugal seal

引用本文

邹俊伟, 李毅波, 宋玉梁, 孙家保. 犁刀混合机浮动块离心动轴密封增强结构设计与研究. 流体机械, 2025 , 53 (9) : 60 -67 . DOI: 10.3969/j.issn.1005-0329.2025.09.009

Junwei ZOU, Yibo LI, Yuliang SONG, Jiabao SUN. Design and research of centrifugal‑enhanced dynamic shaft seal structure with floating blocks for plow blade mixer[J]. Fluid Machinery, 2025 , 53 (9) : 60 -67 . DOI: 10.3969/j.issn.1005-0329.2025.09.009

正文

收起

0　引言

收起

犁刀混合机作为粉体材料混合工序中的关键设备，广泛应用于农业饲料、塑料、食品、制药、粉末冶金、电池材料及军工等领域^［1-3］。当处理价格高昂且含有重金属离子的粉体材料时，基于安全性和经济性考虑，要求犁刀混合机在混合过程中实现无泄漏运行。因此，动轴密封的可靠性成为评价犁刀混合机整机性能的关键指标之一。目前，国内外犁刀混合机所采用的动轴密封主要以气密封为主，并辅以其他密封形式构成组合密封结构。然而，该密封结构存在气密封易失效、密封件寿命短、维护频率高、对密封件加工精度要求高等系列问题^［4-11］。

为解决犁刀混合机在混合锂电池材料时动轴密封出现泄漏的问题，文献［12］提出了一种新型动轴密封装置，该装置结合了螺旋反向输送、气密封与迷宫密封等多种密封方式。试验及应用结果表明，该新型动轴密封装置在常规制造与装配工艺条件下，借助螺旋输送与气密封的协同作用，能够将泄漏至主密封位置的大部分粉体介质及时反向输送或清回腔体内，实现了超过120 h的无泄漏连续密封，密封持续时间达到现有动轴密封装置的2倍以上。该装置不仅显著提升了密封性能，降低了密封件磨损，同时使制造成本下降50%以上^［12］，满足了犁刀混合机对动轴密封的严格要求。尽管新型动轴密封装置有效解决了现有密封结构的主要问题，但由于密封间隙的存在，迷宫密封处仍存在少量粉体介质泄漏及堆积现象。

因此，为提升动轴密封性能，基于新型动轴密封装置的密封原理，文中提出了一种在螺旋槽内设置浮动块的离心密封增强技术及相应设计方法，以减小密封间隙；在此基础上，采用离散元仿真分析方法，初步验证了该浮动块离心密封增强技术的有效性，并确定了浮动块的最佳数量；最终通过试验验证了该技术的实际效果，从而显著提升了新型动轴密封装置的密封性能。

1　新型动轴密封装置存在的问题

收起

新型动轴密封装置在完成装配后进行了型式试验。试验采用D50粒径约为10 μm的粉体颗粒。在连续超过120 h的试验过程中，该密封装置未出现泄漏现象，满足了犁刀混合机对动轴密封的要求，连续运行60 h以上无泄漏。试验结束后停机并拆卸该密封装置，如图1所示。

根据图1中虚线所标示的区域可以看出，迷宫密封环靠近腔体外侧的端面上存在少量粉体介质泄漏并发生堆积，其主要原因是动轴密封间隙无法完全避免。尽管目前迷宫密封处的粉体介质泄漏量较少，但随着工作时间的增加，仍可能逐渐累积增多。此外，通过密封气体清理迷宫密封处的积料，相比清理螺旋密封与密封座内孔之间的积料更为困难。该情况极易导致粉体介质与迷宫密封的动静环之间发生摩擦磨损，进而增大密封间隙，降低新型动轴密封装置的密封性能及密封件的使用寿命。将迷宫密封、螺旋密封及密封座内部泄漏的粉体介质收集并称重，测得泄漏量为5.86 g。

2　新型动轴密封装置结构及密封原理

收起

犁刀混合机通常采用卧式圆筒形结构，主要包括腔体组件以及安装于其内部的动轴、飞刀等部件^［13-15］，如图2所示。

工作时，动轴在电机驱动下旋转，带动犁刀对粉体物料施加强烈的轴向与周向载荷，从而实现多种物料的均匀混合。犁刀混合机的动轴密封主要用于防止工作介质从动轴（运动部件）与密封件、轴承座（静止部件）之间的间隙泄漏，并阻止外部杂质侵入腔体内部^［16］。

图3示出新型动轴密封装置的结构，其密封工作原理如下：（1）通过将螺旋结构安装在动轴上，使得动轴工作时能够把泄漏至密封装置内的粉体介质反向输送至腔体。该设计旨在减少介质泄漏量，并防止其在密封间隙中积聚；（2）为防止从第一道密封泄漏的粉体介质进一步外泄，第二道密封采用了迷宫式结构，以进一步增强密封效果；（3）为防止极细小颗粒扬尘进入迷宫密封或油封处并发生堆积，第三道密封采用了气密封设计，该气密封主要用于防止细小粉体颗粒泄漏至迷宫密封处，同时也能将泄漏至密封座内的粉体介质及时吹扫并返回腔体内；（4）第四道密封选用油封，用以防止外界杂质（如环境中的气、尘、水等）侵入犁刀混合机腔体内部。

3　浮动块离心密封增强结构设计优化

收起

3.1　浮动块离心密封设计原理

为减小螺旋密封与密封座内壁之间的间隙，在螺旋密封上安装了浮动块结构，如图4所示。当动轴旋转时，浮动块在离心力作用下向外甩出并与密封座内孔壁接触，从而有效阻隔粉体介质泄漏至动轴密封装置内部，并减少进入迷宫密封的粉体介质，最终显著提升整体密封性能。

基于螺旋密封与浮动块的组合工作原理，当动轴静止时，浮动块处于初始静止状态〔见图4（a）〕；当动轴旋转时，浮动块在离心力作用下产生径向移动，与密封座内孔壁贴合，从而有效减小密封间隙〔见图4（b）〕。基于该原理优化设计后的新型动轴密封装置如图5所示。

3.2　浮动块离心密封设计要求

从运动学角度分析，为保证螺旋密封与浮动块组合能够有效提升动轴密封装置的密封性能，应合理设计螺旋旋向。设动轴旋转角速度为ω（从电机侧沿轴向观察动轴端面，顺时针方向为正向），则电机侧螺旋密封的旋向应设计为左旋，另一侧螺旋密封的旋向应为右旋。

从几何角度分析，工作时各相邻浮动块在圆周方向上应紧密排列且无间隙，该项条件需满足式（1），其几何关系如图6（a）所示：

d ≤ 0

（1）

式中，d为相邻浮动块圆周方向距离，mm。

从端面视角观察，为保证螺旋密封与浮动块组合有效提升密封性能，各浮动块应在圆周方向上形成连续的整体，该几何条件需满足式（2），如图6（b）（c）所示：

z α ≥ 360 °

（2）

式中，z为浮动块数量；α为相邻浮动块之间的夹角，（°）。

为确保螺旋密封与浮动块组合的密封性能，浮动块宽度b₁与浮动块槽深度h需满足式（3）所示的几何约束关系，以防止工作时浮动块从槽中脱落，其结构如图6（b）所示：

b 1 > h

（3）

式中，b₁为浮动块宽度，mm；h为浮动块槽深度，mm。

浮动块厚度b₂与浮动块槽宽度b₃应满足式（4），以避免工作时粉体介质卡滞并便于装配，其结构如图6（a）所示：

b 3 > b 2

（4）

式中，b₃为浮动块槽宽度，mm；b₂为浮动块厚度，mm。

从力学角度分析，在动轴转速为ω，浮动块重量为m₃的条件下，需满足式（5），如图6（b）所示：

m 3 ω 2 R ≥ m 3 g

（5）

式中，ω为动轴转速，rad/s；R为动轴中心至浮动块质心处距离，mm；g为重力加速度，m/s²。

如图7所示，假设螺旋密封螺旋头数为n，螺旋螺距为p，密封座内径为D，螺旋密封长度为l。则螺旋密封的螺旋弧线长度L可表示为：

L = l p ⋅ 2 π D n

（6）

式中，D为密封座内径，计算公式为D=d+2c，其中c为螺旋密封间隙。

根据图4，假设浮动块数量为z，每件浮动块的螺旋弧线长度均为L₁。则螺旋密封的剩余密封间隙的螺旋弧线长度L₂可表示为：

L 2 = L - z L 1

（7）

结合图4及式（6）（7）可知，当螺旋密封的螺旋弧线总长度L一定时，浮动块的螺旋弧线长度与其数量的乘积越大，剩余密封间隙对应的螺旋弧线长度L₂就越小，越有利于提升新型动轴密封装置的密封性能。

为满足浮动块的使用寿命要求，并避免在锂电池材料中引入磁性异物，浮动块需选用耐高温、耐磨的非金属材料。经综合比较材料性能参数，最终选用PEEK作为浮动块材质。该材料耐高温性能优异，可长期于250 ℃环境下工作，瞬时耐温可达315 ℃；同时具备高刚性、低热变形及较低的线膨胀系数（仅为5~6 ppm/℃）；其耐磨性能突出，尤其在滑动和微动磨损条件下表现良好，且具有自润滑特性，即使在250 ℃高温下仍能保持较高的耐磨性和较低的摩擦系数。

4　浮动块离心密封增强DEM仿真分析

收起

为初步验证新型动轴密封装置结构优化对降低粉体颗粒泄漏量的效果，对其开展了离散元（DEM）仿真分析。由于颗粒粒径属于微米级，难以通过试验直接获取颗粒间及颗粒与接触部件之间的本征参数与接触参数（如静摩擦系数、滚动摩擦系数等）。因此，为更真实地模拟颗粒在混合与密封过程中的物理行为，以颗粒堆积角为响应指标，采用虚拟标定方法对离散元参数进行标定。标定后所得的颗粒堆积角与真实值之间的相对误差不应超过1%，以此作为参数优化的目标。DEM仿真分析的具体过程如下：首先建立DEM仿真物理模型，设置材料的本征参数、接触参数、求解参数及其他模型参数；随后依据试验方案，利用DEM求解模块统计不同浮动块数量条件下粉体颗粒的泄漏量。

4.1　仿真模型建立

根据相似理论，颗粒粒径按比例缩放不会影响其对颗粒间及颗粒与其它部件接触行为的真实反映；此外，设备体积缩放后仍远大于单个颗粒体积，因此缩放处理也不会影响颗粒运动规律的真实性。为简化模型并提高计算效率，对仿真模型作如下处理：

（1）缩小混合机体积，将颗粒粒径放大至0.3 mm；

（2）移除迷宫密封与油封；

（3）不通入密封气体；

（4）使螺旋密封外径与密封座内孔之间的间隙大于颗粒粒径；

（5）将浮动块与浮动块槽固定连接，并确保其与密封座内孔之间的间隙小于颗粒粒径；

（6）将螺旋密封与动轴固定连接；

（7）采用螺旋叶片替代犁刀，以模拟颗粒的抛散和对流混合作用。

将处理后的模型以.step格式导出，并导入DEM软件中，如图8所示^［17-21］。

由于颗粒粒径为微米级，不可忽略颗粒间的粘结团聚作用，故颗粒间接触模型采用Hertz-Mindlin with JKR模型以表征其表面能效应。材料的本征参数与接触参数如表1所示，仿真模型参数如表2所示。

在表1与表2所示的仿真模型参数确定后，仿真时间步长、离散元网格大小和总仿真时间是影响仿真结果准确性的关键参数，也直接影响DEM模拟的计算效率。在DEM仿真中，时间步长一般取瑞利时间步长的10%~30%。瑞利时间步长t_R是离散元模拟中可稳定计算的最大时间步长，代表颗粒间两次碰撞运算的时间间隔，其计算公式为^［22］：

t R = π r (0.163 ν + 0.877) ρ G

（8）

式中，r为颗粒半径，mm；ν为颗粒泊松比；ρ为颗粒密度，g·cm^-3；G为颗粒切变模量，Pa。

文中时间步长设置为4×10^-7 s，网格大小设定为3倍颗粒半径。进料时间与总仿真时间分别设为5 s和6 s；该仿真时长远大于系统的特征时间尺度，可保证仿真结果的稳定性与准确性。

4.2　仿真结果及分析

仿真完成后，在软件后处理模块中可观测不同浮动块数量下新型动轴密封装置的粉体颗粒泄漏情况（见图9），并记录相应的颗粒泄漏量（见表3）。

根据表3中的数据，绘制了浮动块数量与动轴密封装置密封性能之间的关系曲线，如图10所示。

对图10的分析结果如下：（1）随着浮动块数量的增加，动轴密封装置中的粉体颗粒泄漏量逐渐减少，表明其密封性能显著提升；（2）当浮动块数量从2增至4时，泄漏量下降速率最大；当浮动块数量为12时，泄漏量降至75个，已大幅减少。此外，结合第三道气密封对积料的及时清理作用，可进一步抑制极小粒径颗粒泄漏至迷宫密封端面。

在浮动块数量的设计方面，需综合考虑多种因素。根据图6所示结构及分析结果，浮动块数量主要受螺旋密封的周长、螺旋头数及装配工艺性等因素制约。以2000L犁刀混合机为例，在兼顾浮动块制造与装配工艺性的前提下，最终确定其浮动块设计数量为6件。

5　浮动块离心密封增强试验研究

收起

5.1　试验目的及要求

（1）目的：旨在验证采用6件浮动块的离心密封结构在减小间隙后，是否有效提升了密封性能，具体表现为迷宫密封处的粉体介质泄漏量是否进一步降低。

（2）要求：犁刀混合机在粉体介质填充率为50%的条件下连续运行120 h，期间动轴密封装置应无泄漏，且迷宫密封等其余部位的泄漏总量不超过2 g。

5.2　试验条件及方案

（1）试验装置：犁刀混合机（见图2）、配套工装工具及经结构优化后的新型动轴密封装置（见图3）。犁刀混合机的具体工作条件如表4所示。

（2）试验物料：将水泥粉与面粉以3：1的质量比混合。

（3）试验步骤：投料→启动犁刀混合机（密封气体进口处的绝对压力为0.14 MPa）→每隔半小时肉眼检查是否泄漏并记录→出现物料泄漏时停机。

5.3　试验结果及分析

连续运行120 h的试验结果表明，动轴密封装置未出现粉体物料泄漏。停机拆卸后对其进行检查，具体状况如图11所示。

试验结束后，对动轴密封装置进行了拆卸检查。未发现浮动块脱落至密封座内的现象，且手动可轻易拨动浮动块，表明其未因粉体介质侵入槽内而发生卡滞。根据图11（a）~（c）所示，螺旋密封、密封座内部及迷宫密封等区域均未见大量粉体介质堆积，仅在螺旋槽中存在微量未返回腔体的残留粉体。油封、油封槽及油封座表面均无粉体粘附，表明动轴密封装置未发生泄漏（对比图1可见明显改善）。进一步检查发现，浮动块等密封件无明显摩擦磨损痕迹。与加装浮动块前相比，螺旋密封、密封座内的粉体残留量及迷宫密封处的泄漏量均显著降低。收集迷宫密封、螺旋密封及密封座内的泄漏粉体并进行称重，测得总泄漏量为1.25 g。

6　结论

收起

（1）随着浮动块数量的增加，粉体颗粒泄漏量显著下降。当浮动块数量达到12件时，泄漏量降至75个，降幅极为明显。

（2）采用浮动块离心密封增强技术后，新型动轴密封装置的密封性能得到有效提升。当浮动块数量设计为6件时，粉体介质泄漏量仅为1.25 g，约为无浮动块离心密封结构泄漏量的1/3。

（3）浮动块离心密封增强技术无需通过提高零部件制造与装配精度来实现密封间隙控制，同时也规避了接触式密封因高接触压力导致的密封件快速磨损问题，显著延长了密封件的使用寿命。此外，由于浮动块在运行中处于浮动状态，可自适应地补偿因磨损而增大的间隙。

参考文献

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2025年第53卷第9期

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doi: 10.3969/j.issn.1005-0329.2025.09.009

接收时间：2025-03-17
首发时间：2026-10-20
出版时间：2025-09-30

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收稿日期：2025-03-17
修回日期：2025-07-02

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¹中南大学机电工程学院，长沙 410000

²湖南探索机械科技有限公司，湖南株洲 412000

参考文献

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https://castjournals.cast.org.cn/joweb/ltjx/CN/10.3969/j.issn.1005-0329.2025.09.009

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2种不同金属材料的力学参数

科 Family	属数 Number of genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)	属 Genus	种数 Number of species	占总种数比例 Percentage of total species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae	2	11	5.26	鹅膏菌属 Amanita	10	4.78
小菇科 Mycenaceae	2	12	5.74	丝盖伞属 Inocybe	5	2.39
多孔菌科 Polyporaceae	8	14	6.70	蜡蘑属 Laccaria	5	2.39
红菇科 Russulaceae	3	23	11.00	小皮伞属 Marasmius	6	2.87
				小菇属 Mycena	11	5.26
				光柄菇属 Pluteus	5	2.39
				红菇属 Russula	17	8.13
				栓菌属 Trametes	5	2.39

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TxT

项目	数值
颗粒直径/mm	0.3
颗粒密度/（g·cm^-3）	2.0
颗粒泊松比	0.25
颗粒剪切模量/Pa	1.1×10¹⁰
304不锈钢密度（零部件材质）/（g·cm^-3）	7.93
304不锈钢泊松比	0.25
304不锈钢剪切模量/Pa	7.94×10¹⁰
颗粒-颗粒恢复系数	0.225
颗粒-颗粒静摩擦系数	0.375
颗粒-颗粒滚动摩擦系数	0.25
颗粒-304不锈钢恢复系数	0.225
颗粒-304不锈钢静摩擦系数	0.698
颗粒-304不锈钢滚动摩擦系数	0.225
JKR表面能/（J·m^-2）	0.000 825

项目

数值

颗粒直径/mm

0.3

颗粒密度/（g·cm^-3）

2.0

颗粒泊松比

0.25

颗粒剪切模量/Pa

1.1×10¹⁰

304不锈钢密度（零部件材质）/（g·cm^-3）

7.93

304不锈钢泊松比

0.25

304不锈钢剪切模量/Pa

7.94×10¹⁰

颗粒-颗粒恢复系数

0.225

颗粒-颗粒静摩擦系数

0.375

颗粒-颗粒滚动摩擦系数

0.25

颗粒-304不锈钢恢复系数

0.225

颗粒-304不锈钢静摩擦系数

0.698

颗粒-304不锈钢滚动摩擦系数

0.225

JKR表面能/（J·m^-2）

0.000 825

项目	数值
腔体容积/L	26
腔体内径/mm	300
腔体长度/mm	335
动轴直径/mm	174
螺旋头数	2
螺旋螺距、槽深/mm	40，14.5
浮动块长、高、宽/mm	84，8，5
浮动块槽深/mm	7
动轴转速/（r·min^-1）	165
颗粒填充率	0.3~0.5
密封座长度/mm	95
密封座内孔直径/mm	206

项目

数值

腔体容积/L

腔体内径/mm

300

腔体长度/mm

335

动轴直径/mm

174

螺旋头数

螺旋螺距、槽深/mm

40，14.5

浮动块长、高、宽/mm

84，8，5

浮动块槽深/mm

动轴转速/（r·min^-1）

165

颗粒填充率

0.3~0.5

密封座长度/mm

密封座内孔直径/mm

206

试验编号	浮动块数量/件	粉体颗粒泄漏数量/个
1	0	1 996
2	2	1 983
3	4	1 206
4	6	1 110
5	8	523
6	10	175
7	12	75

试验编号

浮动块数量/件

粉体颗粒泄漏数量/个

1 996

1 983

1 206

1 110

523

175

项目	限制值
腔体内绝对压力/MPa	约为0.1
腔体填充率	≤70%
动轴转速/(r·min^-1)	110

项目

限制值

腔体内绝对压力/MPa

约为0.1

腔体填充率

≤70%

动轴转速/(r·min^-1)

110