基于海洋环境的水下液压系统密封技术研究

水下液压系统没有在水下作业设备中得到广泛应用,主要原因是在海水环境的液压元件与常规液压元件相比,无论是在材料选择、设计方法上,还是在结构原理、加工要求上都有较大差别,这是因为海水的自身压力对液压系统的渗透改变了传统的密封与润滑观念。而通过采取密封措施和压力补偿后,以液压油为工作介质的水下液压系统可以在不同海水深度下作业。介绍了基于海洋环境的水下液压系统密封技术。     

水液压技术的研究现状与发展趋势

水液压技术是用过滤后的淡水或海水代替矿物油作为液压系统工作介质的一门新技术,具有节约能源、不燃烧、无污染等优点,可广泛应用于冶金、采矿、食品机械、海洋开发等领域。介绍了水液压技术研究中存在的腐蚀、磨损、气蚀、密封与润滑等难点,综述了该领域的国内外研究进展,工业应用概况及发展趋势。     

水作为液压介质的关键技术研究

水作为液压介质必须解决润滑性能差、渗透泄漏性强、腐蚀与气蚀等三大关键技术问题。本文探讨了水液压元件的润滑与密封、腐蚀与气蚀及摩擦与磨损机理．并提出相应的解决措施。     

高保压液压缸组合密封仿真分析与装配精度控制研究

针对断路器液压操纵机构液压缸组件密封问题,开展了高保压液压缸组合密封仿真分析与装配精度控制研究,提出了一种基于油膜厚度的密封配合精度计算方法。利用弹性流体动力润滑理论计算出典型液压动密封的流体膜厚、泄漏量与黏性摩擦力以评估动密封性能,通过结构非线性有限元计算出的密封接触压力拟合出弹性润滑理论中密封处油膜压力,并使用一维稳态雷诺方程逆解建模以获得有限元接触压力和油膜厚度之间的关系,最终通过选配方法在精密偶件装配中进行了控制,并通过数值仿真与实验相结合来验证该方法的有效性。     

液压传动的重要发展方向——纯水液压传动

纯水液压传动是液压传动的重要发展方向.使用纯水液压传动具有环境友好、成本低廉、污染较小等优越性,但是使用纯水液压传动也存在许多问题,比如密封与润滑、磨损、腐蚀、气蚀等,这些问题限制了纯水液压传动的使用和推广,本文指出了解决纯水液压传动存在问题的研究方向:即进行纯水液压元件的材料选择和元件的结构设计.     

液压油的污染与控制

液压油在液压系统中作为工作介质,除传递动力之外,还兼有润滑、冷却、密封等作用,因此液压油的物理、化学特性及其质量的好坏,直接影响液压系统的工作质量.文章主要介绍了液压系统污染的种类、来源和危害.同时提出了液压系统污染控制的一些方法.     

纯水液压的优势与关键技术研究

纯水液压以安全、环保、经济等优点成为液压界重要的研究方向,本文论述了纯水介质与传统液压介质的比较,指出了纯水液压传动的优势,研究了由于其缺点造成的负面影响,阐述了解决泄露、密封、润滑、磨损、腐蚀、气蚀等关键问题的措施.     

水液压内啮合齿轮泵的设计与研究

由于水液压传动时存在严重的泄漏与密封、磨损与润滑、腐蚀与气蚀等主要问题，水液压齿轮泵尚无研究成果和产品问世。根据内啮合齿轮泵在水介质工作状态下的试验特性曲线和失效形式分析，探讨了水液压内啮合齿轮泵设计时的主要难题，完成了水液压内啮合齿轮泵的设计与研究。     

纯水液压控制阀研究进展

对纯水液压控制阀的研究现状进行了论述。从密封与润滑形式、气蚀抑制措施及材料选择三方面介绍了研制纯水液压控制阀的关键技术，就水介质引起的主要问题及其对液压控制阀的影响、采取的主要措施加以具体阐述；针对纯水液压伺服阀、纯水液压比例阀和三类典型纯水液压开关阀，从工作原理、结构特点、材料选择和实际效果上进行分析。     

液压往复密封理论、技术与应用的进展研究

综述了液压往复密封偶合面的摩擦、磨损和润滑,从边界润滑液膜的形成,密封失效的机制和动力润滑密封方面,评述了液压往复密封理论的研究进展。通过液压往复密封的结构设计方法、材料、应用及其技术进展分析,提出密封件截面形状的变化、新型的组合密封仍是未来往复密封的主要结构形式,密封性能和耐磨特性的改善和提高,密封结构和材料的进一步分离,往复密封的可控性提高、系统内部资源的充分利用是未来往复密封的研究热点和发展趋势。     

Fluid-solid interaction model for hydraulic reciprocating O-ring seals

Elastohydrodynamic lubrication characteristics of hydraulic reciprocating seals have significant effects on sealing and tribology performances of hydraulic actuators,especially in high parameter hydraulic systems.Only elastic deformations of hydraulic reciprocating seals were discussed,and hydrodynamic effects were neglected in many studies.The physical process of the fluid-solid interaction effect did not be clearly presented in the existing fluid-solid interaction models for hydraulic reciprocating O-ring seals,and few of these models had been simultaneously validated through experiments.By exploring the physical process of the fluid-solid interaction effect of the hydraulic reciprocating O-ring seal,a numerical fluid-solid interaction model consisting of fluid lubrication,contact mechanics,asperity contact and elastic deformation analyses is constructed with an iterative procedure.With the SRV friction and wear tester,the experiments are performed to investigate the elastohydrodynamic lubrication characteristics of the O-ring seal.The regularity of the friction coefficient varying with the speed of reciprocating motion is obtained in the mixed lubrication condition.The experimental result is used to validate the fluid-solid interaction model.Based on the model,The elastohydrodynamic lubrication characteristics of the hydraulic reciprocating O-ring seal are presented respectively in the dry friction,mixed lubrication and full film lubrication conditions,including of the contact pressure,film thickness,friction coefficient,liquid film pressure and viscous shear stress in the sealing zone.The proposed numerical fluid-solid interaction model can be effectively used to analyze the operation characteristics of the hydraulic reciprocating O-ring seal,and can also be widely used to study other hydraulic reciprocating seals.     

水压往复密封面临仿真问题

该文对水压往复柱塞密封仿真现状进行了调研,得出了目前油压密封仿真较为成熟,而水压密封仿真薄弱的结论。由于水的低粘度及物理特性使水压密封成膜难,仿真需要对密封物理组成建立系统性和精细化的模型。水压密封流态一般为混合润滑,剖析了两种低粘度介质流态的判别方法,揭示了润滑流态转换条件及表现特征。在仿真过程中指出了Reynolds方程应考虑惯性项,给出了几种Reynolds方程适用性及求解数值方法,论述了数值方法的特点。分析了成膜密封磨损机制,粗糙度大小是影响磨损程度主因。提出了借助实验建立较完善仿真模型观点,以提高仿真模型置信度。明晰了仿真在密封设计中优化作用,运用传统油压理论处理水压密封等效性问题需进一步探讨,提出了未来水压密封面临探索性问题。     

The effect of tapered edges on lubrication regimes in surface-textured elastomer seals

The paper focuses on modeling a hydraulic elastomer seal cross-section for improving the effect of surface texturing in Soft Elasto Hydrodynamic Lubrication. The model consists of textured elastomer seal having a cross section combined of composite tapered and flat land, sliding relative to a rigid smooth counterpart in the presence of viscous lubricant. The hydrodynamic lubrication and the elasticity problems are solved simultaneously. A parametric analysis is performed to obtain the optimum surface texturing parameters and the improved cross section. Ranges of different possible lubrication regimes are also discussed.     

The effect of tapered edges on lubrication regimes in surface-textured elastomer seals

The paper focuses on modeling a hydraulic elastomer seal cross-section for improving the effect of surface texturing in Soft Elasto Hydrodynamic Lubrication. The model consists of textured elastomer seal having a cross section combined of composite tapered and flat land, sliding relative to a rigid smooth counterpart in the presence of viscous lubricant. The hydrodynamic lubrication and the elasticity problems are solved simultaneously. A parametric analysis is performed to obtain the optimum surface texturing parameters and the improved cross section. Ranges of different possible lubrication regimes are also discussed.     

计入粗糙度的液压缸仿生微织构耦合效应研究

在间隙密封液压缸缸筒的内表面构造仿生菱形微织构,研究计入液压缸摩擦副表面粗糙度与表面微织构对液压缸缸筒内表面摩擦润滑性能的耦合影响。利用等效流量法求解表面微织构与表面粗糙度的耦合效应,同时以液压缸常用材料45钢为试件开展摩擦学试验,并对试验结果和仿真结果进行比较。研究结果表明:液压缸摩擦副的表面粗糙度与表面微织构耦合作用非常明显,合适的表面粗糙度和表面微织构尺寸,可使液压缸缸筒内表面从混合润滑状态转变为流体润滑状态,从而增大缸筒内表面的动压润滑效应;缸筒内表面的菱形微织构形貌存在最优组合,使得液压缸缸筒内表面的摩擦因数最小、润滑性能最好。