回转式骨架油封制品收缩变型模型研究

骨架油封作是橡胶同钢材结合的零件,其在硫化过程中各个部位会有不同程度的收缩,因而在参数化模型中难以控制。对回转式骨架油封制品收缩变型规律进行分析,重点研究其在模具设计中变型最为复杂的唇口部位。通过对唇口各参数的数学关系进行求解,建立唇口部位收缩变型参数关系数学模型。在此基础上对回转式骨架油封制品及模具型腔模型进行全尺寸约束,保证模型在制品收缩变型基础上得出准确的模具型腔形状。该研究结果为回转式骨架油封的智能化设计提供了一种可行性途径。     

制造内弹簧骨架油封的技术措施

把螺旋环形弹簧包入油封唇部橡胶中的骨架油封,称为内弹簧骨架油封(图1)。制造这种油封,不能采用一般骨架油封的生产工艺,否则制品容易出现油封环形弹簧、密封唇口和油封件外径的同轴度偏差太大,甚至环形弹簧外露、屈服变形或折断,而致丧失油封的密封性能。为保证制品质量,我们采用了如下工艺措施:     

基于有限元法的往复式骨架油封唇口温度分析

为研究轴表面形貌(表面织构和表面粗糙度)对往复式骨架油封唇口温度场的影响,采用有限元分析软件建立了包含轴表面形貌的二维轴对称有限元模型,并分析了轴表面粗糙度、表面织构深度以及表面织构面积比对进出行程中往复式骨架油封唇口温度分布的影响。分析结果表明,进出行程中往复式骨架油封唇口温度随表面织构深度的增加而升高,轴表面织构深度最佳值为20μm。进行程中,往复式骨架油封唇口温度随表面织构面积比的增大而增加;出行程中,往复式骨架油封唇口温度具有随表面织构面积比的增大呈先增加后减小的变化规律,轴表面织构面积比最佳值为0.6。表面粗糙度对出行程中往复式骨架油封唇口温度的影响很小。     

往复式骨架油封温度场的动态分析

针对往复式骨架油封因温度过高,造成唇口损伤的问题,采用ABAQUS软件模拟往复式骨架油封唇口温度分布,并研究过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数对往复式骨架油封唇口处的温度影响,依据所选橡胶材料的适用温度范围并对照分析结果,得出过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数的合理取值区间。结果表明:过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数的增加,会使往复式骨架油封唇口处的温度升高,进而影响往复式骨架油封的密封性能;往复速度与运行时间共同作用,使唇口处的温度在某一速度附近出现骤升现象;与内行程相比,过盈量、流体压力、往复速度和摩擦因数对外行程中唇口处的温度影响更大,使唇口处的温度具有更大增幅以及更高的温度值,这表明因温度过高造成唇口损伤的现象更易发生在外行程。     

可更换唇口橡胶油封的研究

本文介绍了“可更换唇口橡胶油封”的设计,试制及试验结果。指出采用“可更换唇口橡胶油封”的设想是可行的,并能达到省时,省料及重新密封的目的。     

磷酸循环泵的密封

磷酸循环泵的轴密封采用副叶轮密封结构,用中注水的二只J型无骨架橡胶油封作为仃车密封,但须将油封中的碳钢箍紧弹簧换以橡胶O形圈。为了保证一定的唇口径向力,本文提出了橡胶O形圈的尺寸的计算公式,并用表格的形式推荐了油封所配用的O形圈的规格。     

橡胶油封失效的预防

1．骨架油封的质量检验。工作时，油封唇口对轴的径向力使界面间产生厚度约2.5μm的油膜，这是骨架油封起密封作用的实质所在。首先，检查外观质量，油封表面须光洁，无毛刺、裂纹、气泡、缺角及杂质嵌入等缺陷；护油唇的边缘为锐角，无缺口、毛边及不均匀等现象；唇口与轴的接触宽度一般为0.13～0.5mm，最佳宽度为0.25mm；橡胶与加强环的黏合要紧密无松动，不允许加强环偏位，内、外表面不露铁；     

适当增加油封唇口过盈量可提高油封的密封性能

我厂汽车用半轴油封,为骨架式橡胶油封,是由专业密封件厂生产的外协件。产品在多年的使用中,终始不能完全达到有关标准要求。为提高油封的密封性和使用寿命,也曾委托有关密封件专业厂进行油封设计,但油封设计的参考资料相同,所设计油封结构尺寸也基本相同。例如油封工作唇口的过盈量的选择,都是根据相同资料选过盈量为(轴径_(-1))~(0.7)。所以此种结构油封的密封性相差不多。     

MC01油封切唇机及其改进

油封在机械行业中有着广泛的应用,油封质量是以其唇口质量作为主要指标的,油封唇口一般都要经过车削加工才能满足使用要求.以往,油封生产厂是通过改造普通机床或自制简易机床来进行唇口加工的,这些机床形态各异.由于大多数厂家机械方面的技术力量不足,切唇机床普遍存在着加工精度低、效率低的缺点,所以,市场上需要一种高效、高精度的油封切唇机.MC01自动双刀油封切唇机是我们根据市场需要研制开发出来的专用机床,用来加工骨架式油封密封唇口.本机床既可加工半切唇口的油封,也可加工全切唇的油封,可保证油封唇口的几何形状,提高油封密封性,并且大大地提高生产效率.     

胶体磁密封的试验与研究

本文描述了胶体磁密封机理，研究胶体磁密封和唇口加聚四氟乙烯骨架橡胶油封组成的一种新密封结构在水泵轴上的密封试验及应用。     

激光核聚变中冲击波观测镜密封结构改进设计

介绍了一种激光核聚变中冲击波观测镜真空密封结构的改进设计,并论述了O形圈的选取以及密封槽的设计方法。在改进设计中采用具有良好压缩和摆动性能的焊接波纹管取代金属波纹管,将原来的动密封改为法兰端面静密封,克服了动密封结构中O形圈与轴之间的摩擦力,提高了真空密封性能,方便了系统装配。改进设计中滑动、转动部件位于真空环境之外,故在部件中使用润滑油不会污染真空环境,使系统调节更加省力。     

橡胶油封变形曲线的数值分析

橡胶油封在装配过程中,塑性胶体容易产生不规则变形,由于变形曲线无法准确描述,从而影响了进一步的受力分析。结合数值分析中的牛顿插值法和曲线拟合法,提出一种分析橡胶油封变形曲线的新方法,并建立数学模型;利用Matlab软件对所建立的数学模型进行数值模拟,得到了橡胶油封理想的变形曲线。     

插秧机插秧箱传动轴油封安装工具

为解决插秧机插秧箱传动轴油封内唇口处出现漏油现象、避免返工工作量大的问题,设计了一种简易实用的油封安装工具,该工具通过实际使用,效果良好,油封一次成功安装,不再产生漏油现象,并且在生产第一线得到了验证。     

PTFE油封技术发展趋势

介绍聚四氟乙烯油封的研究发展过程以及目前国内外材料和结构的研究现状,展望聚四氟乙烯油封的发展趋势,指出PTFE油封总体技术方案应从流体动力学分析、油封结构深层次研发、油封唇口材料的深层次应用及油封台架试验验证方面入手,针对改善高转速下油封的跟随性、高温下唇口过盈力的保持及降低高线速度下唇口磨损方面进行重点技术研究,通过对油封腰部韧性、唇口回复性及油封润滑状态等方面的控制,来保证产品达到使用要求的性能与寿命。     

高压高转速服役特征下唇形油封失效机制

坦克车综合传动系统中油封经常处于高压、高转速的工况,出现短时失效泄漏且在工况条件降低后密封性能恢复。针对这一问题,以唇形油封的泵汲理论作为其失效评判标准,首先,通过分析不同介质压力下油封的变形特征和接触特性,发现油封受压后腰部向轴侧塌陷、唇部翘曲,导致其接触宽度增加、最大接触应力减小,不利于产生或失去泵汲效应;其次,基于高速下油封摩擦升温现象,指出转速增加使油封橡胶材料的弹性模量下降,导致油封的抵抗变形能力减弱,其受压时腰部变形量增大;最后,对高压高转速服役特征下的油封进行分析,发现转速作用下油封升温导致其腰部抵抗变形能力下降,同时施加介质压力后加剧其腰部的塌陷程度,降低其工作可靠性,进一步得出了油封的可靠介质压力与转速之间的匹配关系。研究成果可为设计优化耐高压高速油封及油封选型提供参考和理论支持。     

橡胶波纹管型机械密封设计探讨

设计橡胶波纹管型机械密封时,要考虑橡胶材料耐介质特性、橡胶波纹管为全波橡胶波纹管还是半波橡胶波纹管、橡胶波纹管弹力在不同温度下的变化以及补偿力随补偿环组件高度的变化情况;介绍了具体型号的橡胶波纹管型机械密封特点、运行限制及适用范围,并对其设计作了探讨。     

多唇往复滑环式组合密封数值模拟与分析

构建一种适用于多唇往复滑环式组合密封的数值模型,数值模型中包含固体力学分析、流体力学分析、接触力学分析、流固耦合分析。以含有3段密封唇的PS封为例,基于数值模型求解得到密封面油膜厚度分布、油膜压力分布、粗糙峰接触压力分布,以及内外行程的流量和密封界面的摩擦力。该数值计算方法解决了多唇密封中边界条件难确定的问题,通过迭代计算可得到稳态运行时各密封唇的边界条件。明确多唇PS封的密封机制,分析不同往复速度对密封性能的影响。结果表明：多唇PS封内外行程中各唇边界条件差异较大,外行程中,两唇之间的空隙处存在一定压力,内行程中空隙压力为0;外行程的密封面接触压力要小于内行程;增大往复速度会使多唇PS封净泄漏增加,摩擦力减小。     

高速脂润滑滚动轴承密封结构优化与漏脂试验*

针对高速脂润滑滚动轴承密封过早失效的问题,建立油封的热-应力耦合有限元模型,研究油封主要参数和轴承工况参数对油封唇口的最高温度和最大接触应力的影响规律,对油封结构参数进行优化,利用强化温升漏脂试验台进行试验验证。结果表明：高速脂润滑滚动轴承油封密封性能的研究应该考虑温度的影响;唇口的最高温度随轴向过盈量、橡胶材料硬度、密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大而增大;最大接触应力随轴向过盈量和橡胶材料硬度的增大而增大,随密封面摩擦因数、轴承转速和轴承腔内温度的增大变化不大;密封结构优化后,平均漏脂率下降了56.7%,平均温升下降了54.3%。     

某空气涡轮起动机动密封泄漏分析

针对某型航空用空气涡轮起动机在设计研发过程中出现的动密封滑油泄漏问题,对机械密封结构进行分解分析,初步判定泄漏的滑油来源于摩擦副中静环与动环的贴合端面。根据动密封的结构特点及空气涡轮起动机使用环境编制故障树,对动密封处介质温度和摩擦副温度场开展试验研究和仿真计算,对摩擦副端面进行检测分析,对动密封所需的轴向压紧力以及弹簧提供的压紧力进行校核计算,结果发现动密封滑油泄漏的主要原因是辅助胶圈在高温滑油中体积胀大从而引起摩擦阻力增加,导致弹性元件无法提供摩擦副贴合所需的足够压紧力。根据研究结果增加了该动密封波形弹簧的预紧力,并通过试验验证了改进后动密封的密封效果。     

蜗轮蜗杆减速机密封型式的改进

针对非标准轴径的M20蜗轮蜗杆减速机的填料密封泄漏严重的问题，对泄漏原因进行了分析。将密封改为骨架式橡胶油封后，密封效果良好。