与普通的穿套在轴上的机械密封相比，剖分式机械密封安装拆卸方便、经济性好。本文以螺旋槽端面剖分式机械密封为研究对象，对其密封性能和剖分环变形规律进行分析。首先，针对给定的工况参数，设计出一款新型剖分式机械密封，在剖分动环端面开螺旋槽造型，利用ANSYS Fluent进行数值模拟，研究了工况参数、槽型几何参数对螺旋槽上游泵送密封性能的影响，优化螺旋槽型的结构参数；其次，分析了螺旋槽端面剖分式机械密封温度场、热变形及热-结构耦合变形规律，研究了主轴转速、冲洗量、膜厚和箍筋压应力对剖分式机械密封温度场、热变形及热-结构耦合变形的影响。具体内容如下：(1)设计了一款安装、更换便捷，具有自紧密封的能力，适用于高压工况的新型剖分式机械密封。其主要特点在于：动静环为对开半环，安装、更换方便；动静环在承受介质压力时，剖分面、动环和动环座、以及静环和静环座之间的接触压力随被密封介质压力的增大而增大，提高了被密封介质流出密封面的阻力，具有自紧密封的能力；(2)利用ANSYS Fluent对螺旋槽液膜密封进行数值模拟，研究结果表明：(a)端面槽形几何参数适宜的取值范围为：12°<α<18°,5μm<h<10μm,0.5<β<0.8，0.4<γ<0.7,8<Ng<14。(b)正交试验表明：槽深、槽宽径宽比对泵送量的影响显著；槽深、槽宽径宽比对开启力的影响特别显著，槽数对开启力影响显著；槽深对轴向刚度的影响特别显著，螺旋角、槽坝长比对轴向刚度影响显著。(3)利用ANSYS有限元分析软件热-结构耦合分析模块，对螺旋槽端面剖分式机械密封剖分环环端面温度场、热变形及热-结构耦合变形进行了研究。可得出以下结论:(a)端面温度最高值出现在密封端面内径处，剖分静环端面温度明显高于剖分动环端面温度，且温度使密封端面和分型面产生正锥度变形，而箍筋压应力能够有效抑制端面及分型面的变形。(b)随着冲洗量的增加，剖分静环端面的温度逐渐降低，端面温度差增大，热变形锥度增大；端面热-结构耦合变形增大，变形锥度增大；其次，分型面X轴向热变形增大，变形锥度增大。剖分动环端面的温度逐渐降低，端面轴向热变形减小，变形锥度减小；端面热-结构耦合变形减小，变形锥度值减小；其次，分型面热变形减小，变形锥度减小。(c)随着膜厚的增加，剖分静环端面的温度逐渐降低，热变形减小，热变形锥度减小；端面热-结构耦合变形值减小，变形锥度值减小；其次，分型面X轴向热变形减小，变形锥度减小。剖分动环密封端面的温度逐渐降低，端面热变形减小，变形锥度减小；端面热-结构耦合变形值减小，变形锥度先减小后增大，膜厚达到4μm时，锥度最小；其次，分型面X轴向热变形减小，变形锥度减小。(d)主轴转速对剖分动环和剖分静环的影响规律一致。随着主轴转速的增加，端面的温度增大，端面热变形增大，变形锥度增大；端面热-结构耦合变形值增大；其次，分型面X轴向热变形增大，变形锥度增大。(e)随着箍筋压应力增大，剖分动环和剖分静环的耦合变形值随着箍筋压应力增加而增大，变形锥度增大。因此，箍筋压应力并不是越大越好，必须针对给定工况，在保证密封基础上，选择合适的箍筋压应力。