基于ANSYS的Y形密封圈密封性能研究

利用有限元分析软件ANSYS研究Y形密封圈的密封性能,分析不同工作压力下密封偶合面间的压力分布与变形,得到密封偶合面间的接触应力分布规律及接触应力与工作介质压力之间的关系。模拟不同工况时Y形圈与相对运动表面间的摩擦力大小及Y形圈的挤出状况,给出不同间隙和不同工作压力下的挤入临界曲线。结果表明:Y形密封圈接触压力的最大值发生在密封圈与缸体接触的唇部区域;摩擦力最大值发生在Y形圈与活塞及缸体接触的2个唇形区域;Y形密封圈上下唇的最大接触压力随着工作压力的增加而增大,且总是大于工作压力,并且外行程时受到的摩擦力总是大于内行程时受到的摩擦力,因而具有良好的耐压性和密封性能。     

O形圈的有限元分析

该文首先利用商业有限元软件ABAQUS建立了O形密封圈的有限元模型,考虑到大变形和橡胶材料的非线性,分析了O形密封圈在初始压缩和流体压力状况下的剪应力、接触压力的分布.然后计算了活塞运动状态下密封圈与气缸壁之间的摩擦力,并分析了速度对摩擦力大小的影响.最后分析了流体压力、压缩率以及密封圈库仑摩擦系数的大小对最大接触压力和剪应力的影响.     

O形圈动密封特性的有限元分析

利用软件ABAQUS建立了O形圈的轴对称有限元模型,分析了其在往复动密封中的密封性能,并对其不同工况下的力学性能进行了研究。结果表明:往复动密封中,O形圈主密封面最大接触应力与Von Mises应力的作用位置随运动方向的变化而改变,且大小随时间呈波动变化;速度小于0.25 m/s时,速度对摩擦力与剪切应力几乎无影响;随着摩擦系数、介质压力的增大,摩擦力与剪切应力对速度的敏感性变高;介质压力与摩擦系数对摩擦力与剪切应力影响较大,剪切应力与摩擦力呈同步变化;密封外行程Von Mises应力与剪切应力均大于内行程,更易引起疲劳与剪切破坏;预压缩率增加到一定值时,O形圈在动密封中所受的摩擦力急剧上升,动密封中预压缩率不宜过大。     

往复密封轴用Y形密封圈密封性能分析

为研究往复密封轴用Y形密封圈在静、动密封工作时的密封性能,利用有限元软件ABAQUS建立了Y形密封圈二维轴对称有限元模型,讨论了工作压力、密封间隙、往复运动速度、摩擦系数对其密封性能的影响。结果表明:静密封工作时,Y形密封圈内部应力基本呈对称分布;动密封工作时,Y形密封圈内唇侧应力明显大于外唇侧应力,外行程应力变化波动幅度大于内行程相应应力变化波动幅度,外行程更易引起密封圈失效;Y形密封圈根部、上端开口处、内唇唇口、密封圈与活塞轴接触区域较易发生失效;Y形密封圈最大接触应力均大于相应工作压力,具有较好的密封性能;往复运动速度对最大Von Mises应力影响较小;工作压力、密封间隙、摩擦系数对最大剪切应力影响较大。     

气动平衡器O形密封圈与气缸润滑特性分析

为了降低O形密封圈与气缸内壁之间的摩擦力,气动平衡器装配过程中在气缸内壁涂上一层润滑脂。基于脂润滑相关理论,构建O 形密封圈和气缸的有脂润滑运动方程,通过MATLAB中PDE模块求解脂润滑模型,得出膜厚、接触应力在密封圈与气缸接触方向上的变化规律。基于ANSYS建立密封圈的瞬态结构有限元分析模型,以密封圈的运动速度和工作压力为恒定条件进行数值模拟,得出不同压缩率、摩擦系数以及行程方式条件下最大接触应力的时域特性。     

基于田口试验方法的双唇Y形拉杆封参数优化研究

为了探究不同结构及运行参数对双唇Y形密封性能的影响以及最优动态密封参数组合,利用ABAQUS有限元分析软件模拟分析双唇Y形拉杆密封在静压状态下的密封性能,通过改变第二内唇的左右倾角、轴向位置和过盈量,研究参数变化对双唇Y形拉杆密封性能的影响。分析动态密封下工作压力、活塞杆运行速度和密封件粗糙度对双唇Y形圈的摩擦力矩、泄漏量的影响。并利用田口试验设计方法对密封圈参数进行优化,确定参数的最佳水平。结果表明:随着第二内唇过盈量增大,两个唇最大接触压力均随之增大,而轴向位置对第二内唇最大接触压力影响不明显;当第二内唇左倾角大于25°、右倾角大于30°后最大接触压力波动显著增加;密封圈与活塞杆间的摩擦力随着密封件粗糙度、密封压力的增加而变大,而往复速度对摩擦力影响不大;当粗糙度大于0.95μm时密封出现外泄漏,密封压力的增加使密封圈的净泄漏量逐渐减小。研究的双唇往复密封最佳动态密封参数组合为工作压力8 MPa、粗糙度0.9μm、活塞杆运行速度10 mm/s。该研究结果可为具有微小扭转或弯曲变形工况下的液压缸拉杆密封设计提供参考。     

Y形密封圈的有限元分析及结构改进

采用有限元软件ABAQUS,分析活塞和活塞杆间Y形密封圈密封面上的接触压力和摩擦力。针对Y形密封圈存在的密封面接触压力过大和摩擦力波动较大的问题,在原来的Y形圈唇部增加一个O形密封圈,起静密封和提供弹力支撑的作用。分析结果表明,优化后Y形圈接触压力和摩擦力明显减小,且摩擦力曲线波动更小,既能保证密封效果,又减小了因摩擦过大引起的Y形圈磨损失效,提高了Y形圈的使用寿命。     

往复密封轴用ZHM气动组合密封圈密封性能仿真分析

为研究往复密封轴用ZHM型气动组合密封圈在静、动密封工作时的密封性能,利用有限元软件ANSYS建立ZHM气动组合密封圈二维轴对称有限元模型,分析压缩率、摩擦系数、工作压力、往复运动速度对其密封性能的影响.结果表明:摩擦系数的增大对其密封性能无明显影响;速度的增加对外行程影响较小,内行程随速度的增加而增大;密封圈的压缩率以及工作压力的增大均会使其密封性能提升,但同时也会产生密封圈松弛、磨损等负面影响.     

8字形圈--气缸活塞密封的换代产品

8字形圈是近年来新开发的一种气缸活塞用双向往复密封圈 ,它的截面形状象一个 8字 ,其外径部分呈 0形圈状 ,内径部分呈一梯形 ,中径部分呈一矩形 ,和传统的汽缸用密封如 :0形圈、Ｙ形圈系列(ＱＹ、ＫＹ、ＺＹ形圈 )相比 ,具有如下优点 :1　摩擦力小寿命长气缸的工作介质是压缩空气 ,润滑条件较为恶劣 ,在相同润滑条件下做往复运动时 ,各种密封圈的适应情况是不一样的。 0形圈在往复运动时能保持较厚的油膜 ,动摩擦力小 ,因而密封圈不易磨损。但 0形圈在沟槽中呈压缩状态对气缸壁的压力较大 ,容易发生局部来回扭拧导致折断。Ｙ形圈系列是高低…     

结构紧凑的双向作用往复唇形密封圈

我厂在对一种双向作用往复式气缸进行技术改造时,发现用一种独特的联体式唇形密封圈代替标准的Y形密封圈使用效果很好,值得推广到其它一些结构紧凑的地方。我厂生产的气缸是一种气动往复式、双向作用的工作缸,如图1所示。该气缸气压变化非常快,0．SMPa的气压降到零要求在O．Is之内完成。活塞运动速度很高,并伴有冲击。原产品密封采用标准的Y形密封圈。由于Y形密封圈宽高比较小,在气压变化快、运动速度高的工况下,经常发生密封圈变形、扭曲等现象,用户反映故障率很高,维修成本居高不下,严重阻碍了产品的发展。Y形密封圈虽然结…     

静密封条件下Y形橡胶密封圈有限元分析

针对在静密封条件下使用的一种新型Y形橡胶密封圈,利用大型有限元软件ANSYS对Y形密封圈在不同工作压力下的变形与受力情况进行了有限元分析,得出了相应的Von-Mises应力分布及接触压力分布,并预测了Y形密封圈可能出现裂纹的位置,总结了Y形密封圈接触压力的变化规律.     

基于ANSYS的Y形圈温度场分析

采用有限元分析软件ANSYS研究20 t挖掘机铲斗油缸用Y形圈在一个往复运动周期内、不同热源作用下的温度分布;采用控制变量法分析各因素(介质压力、往复运动速度、介质温度等)对Y形圈温度场的影响。结果表明:只考虑摩擦生热时,最高温度出现在Y形圈密封唇口处,考虑机械滞后生热时,最高温度出现在Y形圈根部较厚的部位,且在一定环境温度下摩擦生热对Y形圈最高温度的影响较大;相比于介质压力,活塞杆往复运动速度对Y形圈最高温度的影响更为显著,在只考虑机械滞后生热时,油液温度对Y形圈最高温度的影响较大,介质压力和往复速度对Y形圈最高温度的影响较小。     

往复密封中星型密封圈的密封性能分析

建立星型密封圈和O型密封圈的有限元模型,分析它们在静密封和往复动密封中的密封性能,并对影响星型密封圈往复密封特性的流体工作压力、往复运动速度、预压缩量和摩擦因数进行分析.结果表明,在静密封中,星型密封圈的密封性能比O型圈好,但其内应力较大,容易发生失效;在往复动密封中,密封圈的密封性能随时间呈现波动变化,星型圈比O型圈更适宜用于动密封中;星型圈在内行程中的密封性优于外行程,但其随时间波动较大;星型圈的最大接触应力并不与工作压力和运动速度呈线性关系,预压缩量和摩擦因数对星型圈内行程中的密封性能影响较小,而对其外行程影响较大.     

基于ANSYS的挖掘机铲斗油缸用Y形圈温度场分析

采用有限元分析软件ANSYS研究20 t挖掘机铲斗油缸用Y形圈在一个往复运动周期内、不同热源作用下的温度分布;采用控制变量法分析各因素(介质压力、往复运动速度、介质温度等)对Y形圈温度场的影响。结果表明:只考虑摩擦生热时,最高温度出现在Y形圈密封唇口处,考虑机械滞后生热时,最高温度出现在Y形圈根部较厚的部位,且在一定环境温度下摩擦生热对Y形圈最高温度的影响较大;相比于介质压力,活塞杆往复运动速度对Y形圈最高温度的影响更为显著,在只考虑机械滞后生热时,油液温度对Y形圈最高温度的影响较大,介质压力和往复速度对Y形圈最高温度的影响较小。     

密封圈新结构

气动装置的使用性能在很大程度上取决于活动连接密封部件的结构。这里所介绍的密封圈新结构如图1所示,它具有T形截面,工作可靠,使用寿命长,因为它们在工作时产生的摩擦力很小。装配时(图2a),密封圈3沿气缸2的工作直径D具有过盈,而在活塞槽内则具有间隙k=0.2mm和α=0.1mm.与气缸接触的环形表面的圆弦半径r等于环截面高度h的一半。密封圈的工作情况如下:在供给压缩空气时(图2σ),密封圈在变形的同时沿气缸表面滚到用凸缘(圆周半径r_1)与活塞槽壁接触。在空气压力增加时,密封圈沿气缸表面滑动,压向槽壁,然后与活塞一起运动。     

基于ANSYS的Y形橡胶密封圈密封性能研究

利用有限元软件ANSYS模拟分析了往复运动Y形密封圈的静态和动态密封性能。研究了短唇倾角、唇谷高2个结构参数对Y形密封圈静态密封性能的影响;分析了工作油压、往复运动速度和摩擦系数3个工况参数对Y形圈动态密封性能的影响。结果表明:当短唇倾角在6°~10°,唇谷高在5~6 mm时,Y形圈的静态密封性能较好,且随着短唇倾角和唇谷高的增加,其静态性能增强;当工作油压小于10 MPa、往复运动速度在0.2~0.5 m/s时,Y形圈的动态密封性能较好,而密封圈与活塞杆间的动态摩擦系数对其密封性能影响不明显。     

飞机起落架减震支柱用T形密封圈性能分析

起落架减震支柱是飞机的重要部件,其密封失效会导致飞机强烈的颠簸跳动,进而影响任务的执行和飞行安全。选取某型飞机起落架减震支柱用T形密封圈,通过ABAQUS有限元软件对T形圈进行仿真,获得不同工况下T形圈的应力应变云图,分析T形圈静态接触压力随工作压力和摩擦因数的变化规律;建立往复密封T形圈的混合润滑模型,以摩擦力和泄漏量作为评价指标,获得往复运动速度对T形圈密封性能的影响。结果表明：工作压力每增加5 MPa,最大von Mises应力增加1.2倍左右,上部支撑环与T形圈右侧的接触区域为易发生失效部位;最大应变量受摩擦因数影响较小,主要出现在下部支撑环与T形圈接触的圆角位置;随着缓冲支柱运动速度的提高,净泄漏量增加,摩擦力减小。     

Y形活塞杆密封动静态性能分析及结构优化

为提高液压缸活塞杆用Y形密封的可靠性,研究其在动、静密封状态下的密封特性。通过有限元分析,研究Y形密封在不同工况下的受力、变形及主密封面接触压力分布规律。根据液压往复密封原理,研究不同介质压力下活塞杆密封在往复行程中的泄漏量的变化趋势。结果表明：Y形密封在安装工况下抵抗压力冲击的能力较弱;随着介质压力增大,Y形密封在静密封状态下的密封性能指数、动密封状态下的净泵回量均有所下降,防止泄漏的能力降低;高压工况下,Y形密封抗挤出能力降低,根部被挤入密封间隙,将出现咬伤现象导致密封系统失效。针对Y形密封工作过程中出现的咬伤问题,使用根部倒角的方法进行结构优化;利用中心设计方法建立以单个往复行程中的泄漏量为目标函数的响应面模型,对Y形密封进行结构优化。优化后的Y形密封在动、静密封状态下的密封性能得到提高,磨损速度、被咬伤的风险降低,提高了Y形密封的可靠性。     

轴用Yx形密封圈动密封特性的有限元分析

以轴用动密封Yx形密封圈为研究对象,运用有限元法建立二维轴对称模型,分析其在往复单向动密封中的密封性能,并对其不同工况下的力学性能进行研究。结果发现:动密封中Yx形密封圈主接触面最大接触应力、内部Von Mises应力的大小随时间而波动变化,且其作用位置随往复运动方向的改变而变化;主接触面平均摩擦力与介质压力、摩擦因数和密封间隙成线性关系,且几乎不因速度而变化,但最大摩擦力在各影响因素下却表现出了非线性特征;0.05~0.35 m/s范围内,速度对剪切应力影响较小;介质压力、摩擦因数、密封间隙对内行程的剪切应力影响较大;外行程在密封圈的失效过程中起主要作用;密封圈与轴接触的表面、内唇唇口、沟槽以及根部为易破坏的部位。仿真结果与实际失效特征吻合。     

齿形滑环密封圈密封性能分析及结构改进

建立了齿形滑环密封结构数值计算模型,采用有限元方法分析0形密封圈和滑环的接触应力和应力分布,并探讨介质压力、往复速度、摩擦系数和压缩量对密封性能的影响.结果表明,在静密封阶段,0形密封圈横截面内部应力集中在靠近凹槽底部区域,滑环足部与中间接触部位的变形严重.随着压缩量、介质压力的增加,齿形滑环密封圈密封性能和变形增加,...