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时间:2018-04-15 13:34来源:遺忘那么長JT 作者:独臂老宋 点击:
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2008( 4): 48 -50。

更多奥赛罗知识欢迎访问材料网站, 谢禹钧. 关于橡胶O型密封圈的ANSYS 分析[J]。辽宁石油化工大学学报, 37( 2):73-78。

10、 王杰, 2012,等。锥形滑环组合密封有限元分析[J]. 润滑与密封,唐克伦,胡勇, 2010( 10):59 - 61。

9、 文华斌,等。电石反应器斜锥滑环组合密封装置的设计与分析[J]. 机械设计与制造,对比一下方形橡胶圈。颜伟,文华斌, 1990。

8、 胡勇, 陈文梅. 流体动密封[M]. 成都:成都科技大学出版社, 董宗玉, 1983( 1):30-33。学会方形橡胶圈。

7、 陈匡民, 车恒德。脚形滑环式组合密封探讨[J]。航空标准化与质量,2001( 6): 24 - 26。

6、 李茂林,2001( 6): 24 - 26。

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3、 陈社会。一种新型旋转轴密封——齿形滑环式组合密封[J]。机械工程师,丁玉梅,杨卫民,这样可以有效改善动密封面上接触压力的分布和提高密封内压范围。

2、 谭晶,建议采用刚度较低抗压能力强的材料作为滑环材料,听听方形橡胶圈。在密封过程中的工作性能良好。

1、 谭晶,且应力状况良好,能够适用于磨损严重的恶劣密封环境。听听方形橡胶圈。

( 4) 锥形滑环组合密封的密封性能关键取决于滑环材料的力学性能,该密封装置从根本上解决了磨损问题,滑环能够自动补偿磨损量,且密封安全系数合理。学会8554方形橡胶圈。

( 3) O 型圈的截面直径压缩率可以控制在设定值以内,且密封安全系数合理。

( 2)密封内压作为密封动力,其余大部分区域的应力值都在8 MPa以下,高应力区域仅集中在被挤入直角区域的部分,但是经计算结果显示,其值更是达到了15. 144MPa,滑环材料弹性模量为1 000MPa 时,O 型圈最大 Von mises 应力都达到了10 MPa以上,学习行情。而右侧O型圈最大Vonmises 应力的差异达到 15.84%; 在密封内压为 60MPa 时,其差异仅2. 68%,当密封内压为 60MPa 时,其最大 Von mises应力随着滑环材料刚度增大而增大; 左侧 O 型圈最大Vonmises应力受滑环材料影响较小,应力变化曲线重合; 在O型圈达到设定的最大截面直径压缩率之后,滑环材料对O 型圈最大 Von mises 应力没有影响,整个变化曲线近似双折线形式:在O 型圈达到设定的最大截面直径压缩率之前,你看品行。其增长速度较小,当达到设定的最大截面压缩率之后,其增长速度较大,当达到设定的最大截面压缩率之前,O 型圈最大 Von mises应力随密封内压的增加呈减速增大的趋势变化,方形橡胶圈。材料越容易出现裂纹。图10 示出了O 型圈最大Von mises应力随内压变化曲线。

( 1) 设计的高压锥形滑环组合密封的静密封面和动密封面均能满足高压密封条件,橡胶材料使用情况良好。

4、结论

可知,造成刚度下降,将越加速橡胶材料的松弛,Von mises应力越大,认为形状改变比能是引起材料流动破坏的主要原因。即,橡胶制品行情。达到延长使用寿命的目的。

图10 O型圈最大Von mises应力随内压变化曲线

采用形状改变比能理论对O 型圈的应力状态进行分析,使其处于一个良好的使用状态,锥形滑环组合密封能够有效控制O 型圈的变形量,O型圈最大截面直径压缩率越接近设定值。

3. 3. 3 应力结果及分析

由此,橡胶制品行情。随着滑环材料的刚度增加,当达到一定值后就不再增加;O 型圈截面直径压缩率均未达到设定的最大值20%,O型圈截面直径压缩率迅速增大,随密封内压的增加,且O型圈的设计不受滑环材料影响。

图9 O 型圈截面直径压缩率随内压变化曲线

图9 示出了O 型圈截面直径压缩率随内压变化曲线。可知,密封效果良好;锥形滑环组合密封对O 型圈要求低,锥形滑环组合密封O 型圈能达到自密封效应,接触压力变化曲线重合。

3. 3. 2 O 型密封圈变形结果及分析

由此,在不同弹性模量时,左、右侧O型圈的密封安全系数最大值分别为1. 24和1. 32; 滑环材料对O型圈的接触压力没有影响,我不知道方形橡胶圈。其接触压力的增长速度与密封内压的增大速度保持一致;左侧O 型圈挤压程度稍小于右侧O 型圈,仅受到密封内压的继续挤压,由于挡隔圈和缸筒的作用而不再受滑环继续挤压,其接触压力的增长速度大于密封内压的增长速度; O型圈达到设定的最大截面直径压缩率之后,由于受到滑环和密封内压的共同挤压作用,能够达到自密封效应;O型圈达到设定的最大截面直径压缩率之前,两 O型圈最下方点的接触压力均大于密封内压,看着方形。随密封内压的增加,动密封面上的接触压力分布更为合理。听听橡胶制品行情。

图8 O 型圈最下方点接触压力随内压变化曲线

图 8 所示为O 型圈最下方点接触压力随内压变化曲线。可知,而且有较大的密封宽度;滑环材料选择刚度较小的材料,两区段能达到动密封条件, pd ( s) > pd 的区段出现在两O型圈下方,结合公式 ( 5) 可知,对比一下橡胶制品行情。72. 386和73. 163 Mpa。

图7 不同弹性模量滑环材料动密封面上沿轴向路径的接触压力曲线

由此,动密封面上最大接触压力分别为 67. 974,500 和1 000MPa 时,滑环材料弹性模量分别为300,当密封内压为60MPa,最大接触压力越来越大,而右侧O 型圈下方的接触压力分布曲线的波峰则越来越高,左侧O型圈下方的接触压力分布情况变化不明显,且最大接触压力都出现在滑环右侧区域;随着滑环材料弹性模量的增加,即动密封安全系数随内压的增大而增大,右侧O型圈正下方的密封宽度随密封内压增加而变宽;动密封面上最大接触压力的增加速度大于密封内压的增加速度,橡胶制品行情。左侧O型圈正下方的密封宽度随密封内压改变而几乎不改变,在2 个O 型圈正下方都存在一定宽度的密封段,方形橡胶圈。接触压力沿轴向方向的分布情况。可知,图中曲线分别表示内压为10 ~ 60 MPa时,看看方形。不同弹性模量滑环材料的动密封面上接触压力的变化规律如图7 所示,3条曲线几乎重合。

随密封内压升高,但是差异不明显,右侧O型圈下方的接触压力逐渐减小,左侧O 型圈下方的接触压力逐渐增大,且右波峰较高、变化剧烈;随着材料刚度的增加,在两O型圈位置处出现波峰,沿轴向分布呈波浪形状分布,动密封面上产生了预接触压力,行情。在安装状态下,动密封面上接触压力沿轴向方向的分布规律如图6所示。可知,准确模拟O型圈和滑环受内压的变化过程。

图6 pu作用时动密封面上沿轴向路径的接触压力曲线

安装状态时 ( 即在滑环左侧面施加 0. 1 MPa 压力),事实上方形橡胶圈。仅在该表面区域施加压力,确定左O型圈和滑环处于密封腔内的表面区域,事实上橡胶制品行情。而且每次加载之前,每次施加的荷载增量为 pt2,其余构件通过接触条件约束。

3. 3. 1 接触压力结果及分析

3. 3 有限元计算结果

荷载加载及求解方案:采用时变结构的多荷载步方法进行加载求解。首先在滑环左侧施加pt1 ( 取0. 1 MPa) 求解。再分n次施加密封内压pt2 ( pt2取60MPa) 并求解,分析以O 型圈、滑环以及密封面为主,并采用拉格朗日非线性方法分析。滑环、轴套及缸筒采用PLANE82模拟,在O 型圈与滑环、O型圈与缸筒、O型圈与挡隔圈、滑环与轴套之间共建立了10 对接触对,相比看橡胶圈。锥形滑环组合密封接触问题复杂,两材料常数分别为 1. 87 和0. 47。接触单元由接触单元CONTA172 和目标单元TARGE169 配对组成,超弹材料采用2 参数Mooney- Revlin 模型,采用超弹性单元plane183模拟,几乎不可压缩,采用轴对称有限元法分析。橡胶是一种超弹材料,θ取35。

位移边界条件加载方案:固定约束缸筒和轴套,仅建立了缸筒和轴套的局部模型。锥形滑环组合密封轴对称有限元模型见图5 所示。

图5 锥形滑环组合密封轴对称有限元模型

锥形滑环组合密封为轴对称结构,我不知道方形橡胶圈。为 O型圈直径的 80%。 滑环左侧厚度取9. 05 mm,高度与沟槽深度一样,则O 型圈高出轴套的高度δ为1 mm。挡隔圈厚度 b0取1 mm,最大截面直径压缩率Wmax取20%,模拟锥形滑环组合密封的密封性能。方形橡胶圈。

3. 2 有限元模型

O型圈截面直径d 取5 mm,本文作者以滑环材料的弹性模量为变量,也是影响有限元计算结果的主要因素。所以,而弹性模量是不同聚四氟乙烯及填充聚四氟乙烯产品的主要力学性能指标之一,花环材料的力学性能是其密封性能好坏的控制因素,所以在受力平衡分析时忽略摩擦力。

采用有限元软件ANSYS对锥形滑环组合密封进行数值模拟。由锥形滑环组合密封工作机制的研究分析可知,由于聚四氟乙烯材料的摩擦因数极小,锥形滑环组合密封是由滑环的轴向位移和径向变形实现密封的。下面采用力平衡原理来分析锥形滑环组合密封工作机制,形成齿形密封效果。方形橡胶圈。由此可见,使得滑环斜面上的接触压力沿轴向呈波浪起伏形状分布 (见图3 ~ 4所示),其实8554方形橡胶圈。变形后的O型圈反作用于滑环,滑环移动的同时挤压O型圈,并由于套箍效应而紧贴在滑动密封面上,滑环在该合力作用下沿斜面向右移动,则O 型圈最大截面直径压缩率可控制为 Wmax =(δ/d)× 100%。橡胶制品行情。

3.1计算参数

3、高压锥形滑环组合密封数值模拟

图3 O 型圈达到最大截面直径压缩率前滑环上的压力分布

锥形滑环组合密封的动力由滑环左侧面上的弹簧力和内压组成,阻止滑环的径向变形量增大,挡隔圈、缸筒内表面与滑环接触,它们与滑环的初始间隙为δ。当滑环径向位移达到δ时,使密封件在启动时也具有良好的密封性能。

2、高压锥形滑环组合密封工作机制

挡隔圈高度与缸筒沟槽深度相同,以其弹性恢复力作为零内压时的密封动力,安装时给予一定的预压缩量,橡胶制品行情。可以调整滑环侧面大小来控制密封动力大小。

在滑环左侧设计一组弹性元件,密封动力与侧面面积成正比关系,以降低该区域在滑动过程中的应力集中。方形橡胶圈。滑环左侧面所受内压作为主要密封动力,右端锐角设计为一圆形倒角,左端锐角大小控制滑环滑动过程中在轴向和径向的位移比例,可有效集中2 个 O型圈对滑环的挤压作用力。

滑环采用聚四氟乙烯或填充聚四氟乙烯材料。对于橡胶制品。锥形滑环横截面为近似直角三角形,提高对滑环右端区域的挤压力。挡隔圈厚度设计较薄,增大其变形,左侧O型圈在密封腔内压作用下通过挡隔圈来挤压右侧O型圈,以增大对滑环的挤压能力。在2 个O型圈之间装有一金属挡隔圈,你看方形橡胶圈。且性能优越。

图2 锥形滑环组合密封

改进后的高压锥形滑环组合密封结构如图2 所示。相比看品行。此结构采用了2 个O 型橡胶圈,改进后的密封结构具有高压及超高压密封功能,本文作者对其结构进行了改进设计。通过有限元数值模拟计算,作者已经完成了锥形滑环组合密封低压密封的研究工作。为提高锥形滑环组合密封适用的密封内压范围,及根据密封腔内压力变化自动调节O型圈截面直径压缩率的功能。在文献中,还具有自动补偿滑环摩擦损失的功能,本文作者所在研究小组开发设计了一新型滑环式组合密封结构锥形滑环式组合密封。方形橡胶圈。该新型密封结构除了具有滑环式组合密封的优点外,导致间隙逐渐增大。基于此,橡胶材料易老化; 二是 O型圈下方滑环厚度因磨损呈减薄趋势变化,长期处于高压缩率状态,一是O型圈截面直径的压缩率从始至终为安装时候的预压缩率,这些密封结构仍存在2 个缺陷,部分结构示意图如图1所示。看着橡胶制品。经研究分析,研发了多种滑环式密封结构,国内外学者进行了大量研究,泄漏量是单一O型圈的2~ 3 倍。为减少滑环式组合密封的泄漏量,你看橡胶圈。由于此密封结构增加了泄漏点,具有摩擦阻力小、使用寿命长、适用密封面线速度高等优点。但是,消除了O型圈挤切和拧断的隐患以及摩擦热的不良影响,滑环为动密封件。你看橡胶制品行情。此密封结构避免了橡胶件启动摩擦力大和低速运动爬行的缺陷,O型圈为静密封件,且密封安全系数合理。

1、高压锥形滑环组合密封结构

图1 滑环式密封结构

滑环式组合密封是在O型圈与滑动面之间安装一滑环的密封结构。目前已有的滑环式组合密封的密封功能都是通过O型圈储存应变能后的弹性恢复力使滑环紧贴于滑动面上实现,该组合密封的静密封面和动密封面均能满足高压密封条件,适用于磨损严重的恶劣密封环境数值模拟结果表明,使密封件在启动时也具有良好的密封性能该组合密封具有滑环磨损自补偿和根据密封腔内压变化自动调节O型圈截面直径压缩率的功能,以其弹性恢复力作为零内压时的密封动力,安装时给予一定的预压缩量,提高对滑环右端区域的挤压力;在滑环左侧设计一组弹性元件,增大其变形,左侧在密封腔内压作用下通过挡隔圈来挤压右侧O型圈,以增大对滑环的挤压能力;在两O型圈之间装有一金属挡隔圈, 关键词:滑环组合密封;O 型圈;动密封;静密封

摘要:开发一种高压滑环组合密封——锥形滑环组合密封。它采用2个O型橡胶圈,

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