基于断裂力学的TBM撑靴液压缸O形圈断裂分析

为研究全断面岩石隧道掘进机（TBM）的撑靴液压缸中O形圈的断裂原因,采用断裂力学分析了不同泊松比和初始裂纹情况下,O形圈可承受的最大应力,并采用ANSYS仿真分析了在某型号TBM实际工作情况下的O形圈的受力情况。结果表明,在TBM工作过程中,由于工作条件的复杂,O形圈的局部应力会超出裂纹迅速扩展时能够承受的最大应力,进而使O形圈断裂。根据理论分析和仿真结果得出,为了避免O形圈断裂,TBM撑靴液压缸的O形圈应严格控制微裂纹并选择较大泊松比。     

O形密封圈接触压力的有限元分析

采用有限元分析软件ANSYS建立了O形橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析了在空气介质中O形圈和接触表面之间产生的接触压力与O形圈的截面尺寸、内径、压缩率及硬度的关系,并用统计分析法得到了回归方程。该方程描述了不同参数对O形圈所受接触压力的影响,进而可计算理论摩擦力,并可用于O形密封圈相关结构的力学分析及重要场合下O形圈的正确选用。     

45°分模O形圈硫化模的设计与制造

动密封用O形圈压缩量比较小,如果分型面在工作面上,由于有硫化飞边,或者修边时造成伤痕,就容易引起泄漏。所以分型面必须躲开工作面,而加工成45°分型。45°分型O形圈硫化模具,按其规格大小和用户的要求分为9腔,4腔和单腔几种。下面介绍型腔部位各部尺寸的计算及制造工艺。首先必须要说明两点:①O形圈的收缩率,与胶号和规格有密切关系,不能笼统规定一个固定的常数,根据不同情况进行测定,②余胶胶     

高压平衡阀用O形圈的密封性能和寿命试验

平衡阀用O形圈的密封性能和寿命是平衡阀的关键技术之一。为了满足平衡阀的设计要求,O形圈必须在静止和运动时有可靠的密封性能和寿命,否则将引起阀瓣处的“内漏“和填料函处的“外漏”;另外O形圈也必须能适应介质的压力和温度波动。为此,我所建立了高压平衡阀O形圈密封性能和寿命试验系统,首先对聚四氟乙烯O形圈进行了密封性能和寿命试验。本文结合高压平衡阀的结构要求,介绍O形圈的密封性能和寿命试验情况,供设计平衡阀时参考;同时,也供采用O形圈密封的其它机械结构设计时参考。     

基于有限元分析的O形圈密封高压咬伤问题研究

该文对O形密封圈采用超弹性单元建立了轴对称非线性二维有限元分析模型,利用ANSYS有限元分析软件,采用增强拉格朗日几何非线性和接触非线性算法求解。对液压静态O形橡胶密封圈在不同预压缩量、胶料硬度、介质压力、密封腔间隙等边界条件下,进行O形圈的变形应力-应变分布规律研究,确定导致高压下O形圈间隙咬伤的密封失效准则和失效判据。建立了实现O形圈高压下有效密封的包络区域,并同试验结果对比验证了仿真结果的正确性,为指导高压下O形圈密封沟槽的优化设计提供参考。     

氟橡胶O形圈往复运动回弹摩擦特性实验研究

对低气体压力密封条件下氟橡胶O形圈的往复运动回弹摩擦特性展开实验研究。采用O形圈往复摩擦磨损实验台对氟橡胶O形圈与2Cr13不锈钢摩擦副摩擦力-位移曲线进行测量,分析运动位移、压缩率和密封压力对氟橡胶O形圈回弹摩擦性能的影响规律。结果表明:6%~15%压缩率条件下,在1 mm往复运动范围内,氟橡胶O形圈的回弹摩擦力随位移增加呈现线性增加;往复运动位移超过1 mm后,氟橡胶O形圈的回弹摩擦力稳定,不再随位移增加而发生明显变化;O形圈回弹摩擦力随压缩率增大而增大,密封压力越高回弹摩擦力越大。     

O形圈水下吸附状态及脱落现象分析与计算

安装于舱口盖锥形密封面上的O形圈，在水下开盖初始阶段处于吸附状态并存在开盖后脱落的风险。为保证开盖后O形圈不会发生脱落，采用有限元仿真的方法分析O形圈在密封槽内的吸附移动状态，通过受力分析确定O形圈发生脱落时相应的临界位置；结合赫兹接触理论提出O形圈临界参数的计算方法，并通过对O形圈多个相关变量的灵敏度分析，确定选型设计中临界参数最适合的变量。结果表明：对于锥形密封面舱口盖，若水下开盖时O形圈两侧存在压差，则必然存在吸附状态，若O形圈保持吸附状态移动并与密封槽棱圆角接触后，则开盖后密封圈会发生脱落现象；为了避免脱落现象的发生，在O形圈选型设计时必须考虑其临界参数，并根据其数值大小调整O形圈相关参数；其中，O形圈内径参数对压差变化的灵敏度最低，因此在O形圈设计过程中可通过调整内径参数来确保O形圈不会发生脱落。通过水下开盖试验，验证临界参数值的可信度和计算方法的合理性。     

深海环境下的O形圈静密封设计

针对深海高压特殊环境,将现有O形圈密封结构进行改进和优化使其在海下具有更好的密封性能。利用ANSYS软件建立O形橡胶圈二维轴对称模型,分析深海环境下密封槽直径、O形圈材料、密封槽深度、法兰间隙等对O形圈密封性能影响。结果表明:深海环境下,应适当加大密封槽直径以避免压缩后O形圈与槽壁间形成空腔;深海环境下使用的O形圈,采用丁腈橡胶,选择压缩率在20%~25%之间,密封间隙为0较为合适。     

氟塑料包覆橡胶O形圈的应用技术进展

氟塑料包覆橡胶O形圈以其独特的优势,可用于橡胶O形圈无法适应的某些化学介质等特殊工作环境中.本文介绍了氟塑料包覆橡胶O形圈的分类及结构特点,从氟塑料包覆层材料选用、包覆层厚度、橡胶O形圈质量等方面提出了氟塑料包覆橡胶O形圈的质量要素控制及方法,推动氟塑料包覆橡胶O形圈产品质量提升.     

液压阀内部O形圈正确选用计算

 液压阀内部密封基本采用O形圈加挡圈的形式，选用规格尺寸正确的O形圈可保证液压阀修复后的使用寿命。介绍了一种通过测量液压阀内部密封沟槽尺寸，直接确定O形圈截面直径，经简单计算便能快速确定O形圈内径的方法。详细说明了计算公式的推导步骤，并对计算过程进行了举例说明。对O形圈尺寸偏差可能造成的危害，以及液压阀内O形圈和挡圈的硬度、部分挡圈尺寸的确定等问题进行了简要说明。这种计算方法在进行液压阀的修复工作时，能起一定的帮助作用。     

基于有限元的O形橡胶圈密封性能分析

该文首先简要介绍了密封圈工作过程对密封性能的几个影响因素。随后以水下用高压舱的O形橡胶圈密封(以下简称O形圈)过程为分析实例,采用ansys建立密封截面的工作模形,其中O形圈采用超弹性体单元hyper56模拟,密封舱体端面采用刚性单元模拟。通过改变密封截面的参数和介质压力,计算出了不同参数下的仿真结果。最后分析仿真结果总结了几个密封影响因素对密封性能的影响机理,提出如何提高O形圈密封性能的改进方向。     

高压氢气环境下橡胶O形圈静密封结构有限元分析

利用ABAQUS软件建立了高压氢气环境下橡胶O形圈静密封结构的有限元分析模型,研究了高压氢气作用下由于橡胶材料的吸氢膨胀对O形圈变形及应力的影响,探讨了不同初始压缩率、氢气压力、沟槽间隙、有无挡圈等工况下O形圈最大Von Mises应力、最大剪切应力和最大接触应力的变化规律。结果表明:高压氢气环境下,吸氢膨胀会导致橡胶O形圈的截面高度和面积的增加,但对O形圈的应力基本无影响。增加O形圈压缩率会提高初始安装工况下的接触应力,有利于初始密封的形成,但当介质压力较大时,过高的压缩率会显著增加剪切应力,导致O形圈发生剪切破坏。相较于低压工况,高压下密封沟槽间隙对O形圈的Mises应力和剪切的影响非常显著,较大的沟槽间隙会使O形圈发生挤出和剪切破坏,而安装密封挡圈可明显改善O形圈的变形和应力情况,有效防止O形圈被挤入沟槽间隙,同时提高密封性能。     

圆条橡胶粘合法制作O形圈

耐油橡胶密封件O形圈品种繁多,用途甚广。其中某些品种用量并不多,因此,采用一般的模具制作便显得造价昂贵。例如,定制10个外径φ150毫米、截面直径φ5.7毫米的O形圈就需300元,而外径φ200毫米的则需400元等等。为此,我厂经过多次试验,采用圆条橡胶粘合法自制O形圈,所制O形圈质量完全符合要求,现介绍如下: 1.粘接方法将所需规格的硅橡胶圆条按所需长度(长度=O形圈中径展开长 2个线径长)把两端     

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。     

石化阀门用防爆O形圈RGD检测治具设计

概述了RGD检测技术与现状。结合高温高压易燃石化苛刻工况与RGD防爆检测要求,从RGD治具容器、壳体壁厚、容积、防爆O形圈的安装配合以及O形圈沟槽的设计与计算等方面进行深入研究,解决了RGD治具试样O形圈预压缩率难以控制、RGD检测准确性不足甚至失效以及RGD试验过程中试验介质无法充分渗入O形圈以与O形圈爆破失效后的泄漏危险等难题,顺利设计开发了防爆O形圈RGD检测治具。     

水下环境下不同密封结构形式性能分析

为选择合理的水下装备密封结构形式,对格莱圈、O形圈、X形圈组合和矩形圈在水下环境下的密封性能进行分析。采用ABAQUS软件分别建立4种密封结构的有限元分析模型,研究4种密封结构在预压缩阶段、变压缩率和变外界压力下的等效应力、接触应力和剪切应力变化规律,对比分析4种密封结构的密封性能。研究结果表明：相同的初始压缩率下,矩形圈最大等效应力最大,然后依次是X形圈组合、格莱圈、O形圈,矩形圈最大接触应力和最大剪切应力最大,然后依次是X形圈组合、O形圈、格莱圈,矩形圈在初始压缩阶段具有更好的密封性能;随着初始压缩率和外界压力的增大,格莱圈、O形圈、X形圈组合和矩形圈的最大等效应力、接触应力、剪切应力随之增大,其中矩形圈和X形圈组合的应力增长率较高。矩形圈和X形圈组合在密封能力方面较优,但其等效应力和剪切应力水平过高,容易诱发密封失效;格莱圈和O形圈虽然在密封能力方面不如矩形圈和X形圈组合,但其最大等效应力和最大剪切力较小,故其用作密封时寿命更长。     

应力松弛条件下O形圈的密封性能研究

为了研究O形圈的应力松弛规律及其在应力松弛条件下的密封性能,通过O形圈应力松弛试验,得到其轴向载荷衰减规律,将这些载荷值导入ANSYS中计算出O形圈的接触压力,并利用逾渗理论计算出O形圈密封面的泄漏率。研究结果表明:应力松弛条件下,O形圈上的轴向载荷随时间缓慢下降,初始压力越大轴向载荷衰减得越快,总体来看O形圈上的轴向载荷随时间遵循F_z=Aexp(-t/B)+C的衰减规律;施加的载荷越大O形圈与其接触面各点的接触压力越大,且不同载荷下O形圈与其接触面各点的接触压力均大于介质压力;应力松弛条件下O形圈密封面的泄漏率极小。试验、仿真计算及理论分析均表明,O形圈在应力松弛条件下具有良好的密封性能,证明了O形圈作为静密封的可靠性。     

设计选用O形橡胶密封圈的方法

O形橡胶密封圈(以下简称O形圈)现已广泛应用于液压和气动设备中。由于设计、选用、安装、使用的不当,都会影响O形圈的密封效果,所以,正确设计选用O形圈显得非常重要。一、O形圈的设计选用     

水下连接器球面密封沟槽对O形圈密封性能的影响分析

一种可以实现水下连接角度补偿的球形法兰连接器采用O形圈作为主要的密封元件,位于球面上的密封槽通过影响O形圈的伸长率和压缩率来实现密封效果。槽宽b与槽深h是密封沟槽的主要尺寸,在满足球面沟槽设计准则的前提下,对O形圈球面密封沟槽的尺寸进行了设计计算。基于标准沟槽与球面沟槽体积大小一致的原则,确定了球面密封槽的具体尺寸。密封圈沟槽的尺寸设计主要改变了O形圈的压缩率大小。通过研究压缩率对O形圈密封效果的影响可以确定,17.6%左右的压缩率能够使密封圈的密封效果达到最佳。     

自己动手,巧制橡胶密封圈

液压系统中,常常需要更换密封O形圈。如因非标准O形圈无法购到或急用,可采取如下办法自制圆环形密封胶圈以代替O形圈。实践证明此种圆环形的密封胶圈,在液压系统中密封性能良好,完全满足了需要。