机械振打器活塞杆处O形圈不同密封结构下的性能分析

依据机械振打器实际工况,建立了机械振打器活塞杆处O形圈安装于矩形沟槽和V形沟槽内的有限元分析模型,分析了不同密封结构下O形圈接触应力、剪切应力及位移矢量与密封流体压力之间的关系。结果表明:V形沟槽适用于密封介质压力不大的情况;在流体压力较大时,矩形及V形沟槽形式的O形圈密封结构均满足密封要求,但V形沟槽内O形圈更易损坏,因此机械振打器活塞杆处O形圈密封结构选择矩形沟槽较好。     

高效节能的水轮机接力器活塞密封结构的技术分析

分析了水电站水轮机接力器活塞密封的传统结构和现行结构的设计、结构演变过程及应用的特性。根据水轮机接力器具体工况,在实验与应用经验的基础上,提出了活塞密封推荐结构。试验表明,这种密封可实现零泄漏,节约能源,免于维护,符合高效节能的要求。     

“O型”橡胶圈支承件动力学参数的频变特性研究

论述了化纤长丝卷绕机筒管夹头系统中"O型"橡胶圈支承件动力学参数的频变特性测试方法和原理,对"O型"橡胶圈支承件的动力学参数的频变特性进行了测试研究。根据试验所得的刚度系数-频率曲线以及阻尼系数-频率曲线变化规律,运用非线性最小二乘拟合出"O型"橡胶圈支承件的动力学参数频变特性方程,可为化纤长丝卷绕机筒管夹头支承系统的频变参数动力学分析设计提供重要支撑。     

表面粗糙度对橡塑O形圈往复密封性能的影响

建立三维确定性混合润滑数值仿真模型,该模型采用统一Reynolds方程系统法,耦合了固体力学分析、流体力学分析和接触力学分析;生成非高斯粗糙表面,基于混合润滑模型研究表面粗糙度、自相关长度比值和纹理方向对橡塑O形圈往复密封摩擦力、泄漏率、平均膜厚和接触面积比等密封性能的影响规律。研究表明：低速时随着表面粗糙度的增大,润滑区接触面积比增大,引起摩擦因数增大,平均膜厚先增大后减小,临界接触面积比约为40%;在混合润滑状态时,对于横向纹理粗糙表面,存在合适的自相关长度比值使得密封的摩擦因数和接触面积比最低;当纹理方向θ=π/10时,摩擦因数最小。     

大尺寸O形丁腈橡胶圈动密封性能测试分析

为研究大尺寸O形橡胶密封圈端面动密封性能,研制适应于大尺寸O形橡胶圈的动密封性能测试平台,测试水介质条件下绝对压力在15～600 kPa范围内O形橡胶密封圈端面动密封性能.基于正交试验设计,研究不同介质压力、压缩量(0.75～1.25 mm)和转速(5～50 r/min)下内径600 mm(截面直径10 mm)的丁腈橡...     

深海环境中水下滑翔器密封结构数值分析

为检验水下密封结构的可靠性,利用Ansys Workbench集成平台对有无挡圈配合的O形密封圈的变形和受力情况进行比较分析,并对深水环境中有挡圈配合的O形圈的密封性能进行数值模拟分析。结果表明:在介质压力较大时,有挡圈配合的O形圈可有效防止挤入咬伤,在同样保证密封可靠的条件下最大Von Mises应力可减小20%以上;当介质压力为10 MPa左右时,有挡圈配合的O形圈的最大Von Mises应力有明显的拐点,介质压力大于10 MPa后,O形圈的应力变化趋于平缓,可避免O形圈被破坏导致的密封失效;有挡圈配合的O形圈结构中,起密封作用的是O形圈而非挡圈,挡圈的作用主要是改善O形圈的受力,提高整个密封结构的可靠性。模拟的结果可以说明O形圈配合挡圈提高密封可靠性的原理,为水下密封结构的可靠性检验和密封结构的优化提供了有效的方法。     

On how CO2 partial pressure on corrosion of HNBR rubber O-ring in CO2–H2S–CH4 environment

Effect of CO₂ partial pressure on corrosion of HNBR and FKM rubber O-rings was studied by using a HTHP autoclave and a self-designed O-ring pressure bearing device to simulate the service environment of the packer in the process of associated gas reinjection. Their mechanical properties, EDS and fracture morphology were analyzed. The results showed that as the CO₂ partial pressure increased, the tensile strength, elongation and hardness of the two types of O-rings all decreased. Moreover, the fracture of both O-rings changed from ductile fracture to brittle fracture. In the free-state, the corrosion of the two O-rings in the liquid phase was more serious than in the gas phase. On the contrary, in the compressed state their corrosion in the gas phase was more serious than in the liquid phase. On the whole, the corrosion of the two O-rings in the free-state was more serious than in the compressed state. Their corrosion in CO₂–H₂S environment was influenced by the swelling and chemical reactions of medium molecules. The two O-rings in the compressed state reduced the contact area between O-ring and corrosive medium, resulting in slight corrosion of O-rings under compression. Due to its poor corrosion resistance and the sealing performance, HNBR O-ring had certain risk in the process of associated gas reinjection. FKM O-ring has good corrosion resistance and sealing performance in the CO₂–H₂S environment, so it can be well applied in this environment.     

旋转动密封系统中丁腈橡胶O形圈的时效研究

以燃气表中O形圈为研究对象，研究O形圈在旋转动密系统中长效密封性能；从密封机制及特点出发，对O形圈失效机制进行分析。以时间和转速作为研究主要影响因素，以压缩永久变形作为密封性能定量评价指标，进行全面试验与分析，并以二次多项式回归分析获得预测模型并进行试验验证。结果表明：试验用O形圈长期密封性能可靠；使用时间与转速对O形圈压缩永久变形影响均显著，其中使用时间的影响大于转速；转速一定时，时间越长，压缩永久变形越明显，时间相同时，转速越大压缩永久变形越明显。预测模型能够较好地预测不同条件下燃气表旋转动密封性能，可应用于工程实践设计。     

密封环支撑边界条件对机械密封端面变形的影响

机械密封的密封环是通过辅助O形圈支撑在轴上或者密封腔内，不同的结构设计会改变密封环支撑边界。针对三种机械密封结构模型，利用ANSYS有限元分析软件，模拟机械密封摩擦副端面的变形，讨论了橡胶O形密封圈不同受力边界条件下机械密封端面变形的规律。研究发现当动环、静环均采用SiC时，在静态（结构分析）时，该三种不同支撑结构的摩擦副端面均形成发散间隙，端面变形受支撑边界接触应力的影响较大；热结构耦合分析发现其动环、静环端面间隙呈收敛间隙运转时，热边界条件影响更大。当动环采用石墨，静环采用SiC时，发现其端面间隙可能为收敛型也可能为发散型，这与支撑边界有关。故密封环支撑边界条件的不同会影响动环端面变形，同时动、静环材料的弹性模量对端面的变形有较大影响，从而会影响密封性能。该研究对机械密封设计有指导意义。     

水下柔性连接器的O形圈球面密封性能分析

水下柔性连接器可解决水下油气管道在连接时因管道角度偏离而无法成功对接的问题。水下连接器的密封结构以球面上的O形圈为主，为了验证连接器密封结构在水下的密封性能，通过对O形圈材料本构方程的计算分析，得到O形圈橡胶材料的重要材料参数；从von Mises应力、接触压力、不同接触面的接触宽度等方面，分析不同介质压力对O形圈密封性能的影响。结果表明：水下柔性连接器密封结构在不同工作状态下均能够保持良好的密封性能，且介质压力越大，O形圈与球形结构上的密封槽之间的接触应力就越大，连接器密封性能有所提升。通过压力试验验证了O形圈球形结构应用在水下是可靠的。