无摩擦气缸活塞降低耗气量的FLUENT仿真

该文以气浮恒张力装置降低耗气量为目标,针对无摩擦气缸活塞的间隙密封,节流孔做出改动,采用迷宫密封的形式显著的减小了耗气量,将活塞放在FLUENT中仿真,确定密封参数与节流孔径,最后在实物实验中获得验证。     

带卸压槽的微摩擦气缸Fluent仿真分析

针对超低频模态测试悬挂系统中微摩擦气缸抗侧向能力不足的问题,提出一种在活塞尾部增加环形卸压槽的新结构。建立了活塞外表面与气缸内表面之间气膜流场特征参数的仿真模型,并进行Fluent仿真计算,结果表明,增加环形卸压槽改善了气膜的气压分布,在两排节流孔之间形成了具有一定宽度且稳定的承载区,使活塞的轴线与气缸的轴线基本保持平行,提高了抗侧向能力及气膜刚度,从而使气缸工作更为稳定。试验结果进一步验证了仿真结果,证明带环形卸压槽的微摩擦气缸的性能得到了提高。     

简易浮动环密封结构

活塞式压缩机活塞环与填料函密封环结构见图1。活塞在气缸内作往复运动时,活塞环的外表面、端面分别与气缸壁内表面及活塞槽的侧面紧密接触,活塞槽、活塞环及气缸内表面组成了密封结构。填料函密封环的作用是:介质的轴向密封是靠压差及活塞杆作往复运动时,推动密封环端面与挡圈端面(刮研)接触;径向密封是靠箍在密封环外圈的拉紧弹簧的作用,使密封环的内表面(刮研)与轴的表面紧密接触,轴向密封与径向密封的联合作用防止了介质的泄漏。根据这个原理,将结构进行适当的改进,应用在旋转离心泵的轴封上,     

新型纵振减摩气缸活塞密封槽选取及摩擦特性测试

传统气缸因复杂的摩擦特性难以实现高精度控制，基于振动减摩原理，开发了一款新型高频纵振减摩气缸。在保证密封性能的前提下，凭经验在活塞上设计了6种不同槽口夹角和槽宽的密封槽，并根据实际PID运动轨迹跟踪控制的精度情况，选取其中最优的密封槽。通过模态分析、谐响应分析和阻抗测试，确定了所开发新型气缸的一阶纵振共振频率为6328 Hz。摩擦力测试结果表明：高频振动确实可以减小气缸的摩擦，且激励电压越大减摩效果越好；最大静摩擦力最大减少了约64.46%,动摩擦力最大减少了约63.62%。     

无油润滑压缩机活塞密封的试验研究

文章叙述了为提高无油润滑压缩机可靠性对高、中、低压活塞密封所进行的试验,介绍了不同应用范围活塞密封的结构和材料。试验结果表明;小流量压缩机的高压级采用套筒密封可以达到满意的效果,特别是中低压级,采用一槽双环内衬弹力环的结构可以提高输气系数。单作用压缩机采用气缸中心线和曲轴回转中心线不共面的结构可以减少侧压力。文章还提出提高活塞密封寿命的途径,给出了整体导向环残余变形曲线及活塞与气缸之间间隙、环的安装间隙的经验值。表6,图5。     

斯特林发动机配气活塞与气缸的间隙设计与仿真

随着能源危机的加剧和斯特林发动机技术的提高,斯特林发动机在车辆上的应用具有重要的意义,其中配气活塞与气缸间隙的合理设计是斯特林发动机设计的一个重要课题。首先,分析了影响配气活塞与气缸工作间隙的各个因素所造成的间隙特征,提出了配气活塞与气缸的间隙设计方法,利用该设计方法确定了发动机的配缸间隙,并利用ADAMS软件进行了仿真验证,得到活塞与气缸的最小配缸间隙为0.168mm,稳态振动中活塞与气缸的最小径向间隙为0.0145mm,为该类型发动机设计提供了参考依据。     

转子压缩机三大摩擦损失的影响因素研究

以转子压缩机为例,给出总摩擦功耗占比最高的三大摩擦损失计算公式,并迭代求解滚动活塞角速度,联立滚动活塞与滑片顶端之间的接触力。利用MATLAB软件实现计算过程,研究润滑油黏度、主轴转速、活塞质量、气缸高径比、滚动活塞与气缸端盖间隙等因素对压缩机三大摩擦损失的影响。结果表明:主轴转速对滚动活塞与偏心轮之间的摩擦损失影响较大,且随着转速的增大,摩擦损失也增大;活塞质量对滑片端部与滚动活塞外表面之间的摩擦损失影响最小;滑片与滑片槽之间的摩擦损失随着主轴转速、气缸高径比的增大而增大。该研究为降低各摩擦副处的摩擦损失及总摩擦功耗提供了参考和借鉴。     

迷宫活塞压缩机活塞组件精确导向技术研究(一)——活塞组件运动特性分析

在现行的迷宫活塞压缩机中,活塞往往处于偏心运行状态。在工程中,活塞与气缸之间径向单边间隙达到0.2~0.5 mm,才能避免活塞与气缸镜面的摩擦,然而,该间隙导致泄漏严重,造成压缩机效率较低,这已成为迷宫活塞压缩机向前发展的最大障碍。基于此,建立了往复式迷宫压缩机活塞组件多体动力学仿真模型,分别模拟了活塞杆为刚体和柔体时活塞在气缸中的运动特性,得出了活塞的偏心轨迹及其偏心量,为下一步研究活塞组件的精确定心技术奠定理论依据。     

气悬浮无摩擦气缸的结构多目标优化设计

为了优化模态测试悬挂系统中气悬浮无摩擦气缸的结构参数,建立了活塞和缸壁间隙内的气体压力分布、气体泄漏流量和活塞径向承载能力的数学模型,提出一种基于非支配排序遗传算法（NSGA-II）的气缸－活塞优化设计方法。以气缸结构参数作为优化变量,以降低泄漏流量和提高径向承载能力为设计目标,等价转化目标函数,并将气体流动的复杂非线性方程组转化为约束条件进行处理。该方法能够获得目标空间内分布均匀的Pareto最优参数集,全面掌握活塞结构参数的最优取值。试验结果表明,优化后的气缸能有效地降低摩擦力,减小气体泄漏流量,从而验证了该方法在工程应用中的有效性。       

气悬浮无摩擦气缸的结构多目标优化设计

为了优化模态测试悬挂系统中气悬浮无摩擦气缸的结构参数,建立了活塞和缸壁间隙内的气体压力分布、气体泄漏流量和活塞径向承载能力的数学模型,提出一种基于非支配排序遗传算法（NSGA—II）的气缸-活塞优化设计方法。以气缸结构参数作为优化变量,以降低泄漏流量和提高径向承载能力为设计目标,等价转化目标函数,并将气体流动的复杂非线性方程组转化为约束条件进行处理。该方法能够获得目标空间内分布均匀的Pareto最优参数集,全面掌握活塞结构参数的最优取值。试验结果表明,优化后的气缸能有效地降低摩擦力,减小气体泄漏流量,从而验证了该方法在工程应用中的有效性。     

基于Fluent的无摩擦气缸活塞结构设计仿真

针对现有气缸-活塞结构径向承载力低、耗气量大以及工作失稳等问题,结合空气轴承的设计思路,提出了一种新颖的无摩擦气缸活塞的设计方法.利用流体仿真软件Fluent,建立了无摩擦气缸活塞的流体模型,并得到了气膜沿活塞轴向的压力分布情况;同时,采用传统理论计算与Fluent仿真计算进行了对比研究,得到了活塞偏心率与径向承载力的关系.研究结果表明,传统理论计算与Fluent仿真计算结果基本吻合,后者在偏心率处于(0.1～0.3)范围内时,承载力计算误差低于3.2％;并且偏心率越小,仿真计算误差越小,说明利用Fluent对气缸活塞结构设计具有正确性以及可靠性.     

热固耦合形变对BOG压缩机迷宫密封间隙的影响

大型BOG往复压缩机的压缩介质温度很低,气缸和活塞体在工作中承受着较大的应力载荷和温度负荷,变量对密封间隙的影响。结果表明:在热固耦合作用下,活塞和气缸两者变形量最大值均发生在活塞向上压缩的行程末端,其中,气缸变形量最大发生在缸体顶沿位置,活塞最大变形发生在活塞顶部端面中间环形部位。模拟分析表明,活塞与气缸产生的变形可使该大型BOG往复式压缩机压缩过程中密檿檿檿檿檿檿檿对活塞与气缸的间隙产生显著影响,并间接影响迷宫密封性能。为研究热固耦合形变对迷宫密封的影响,以某大型BOG往复式压缩机为例,以ANSYS Workbench为仿真平台,采用热固耦合方法对气缸和活塞进行仿真分析,得到气缸与活塞在热固耦合作用下的形变规律,确定其形封间隙增加0. 1～0. 15 mm的变形量。     

涡旋压缩机的径向迷宫密封研究*

针对涡旋压缩机径向密封难以实现的难题,提出一种径向迷宫密封。用几何学和热力学方法证明基圆渐开线型涡旋压缩机径向光滑间隙密封中的泄漏气速达到声速,分析径向光滑间隙密封中泄漏气体的热力变化过程,根据临界截面上气体的气动热力特性,推导出考虑边界层摩擦损失的径向光滑间隙密封泄漏量的算法,根据能量方程和连续性方程,推导出判定径向迷宫密封中泄漏气速是否达到声速的判别式和径向迷宫密封泄漏量的算法。计算和实测两种密封在一系列相邻压缩腔压差对应下的泄漏量。理论计算和试验对比表明,给出的两种密封泄漏量的算法正确;径向光滑间隙密封和径向迷宫密封的泄漏量均随着相邻压缩腔压差的增大而增大;径向迷宫密封的直通效应随着相邻压缩腔压差的增大而更加明显;径向迷宫密封泄漏量实测值约为径向光滑间隙密封泄漏量实测值的79%,说明径向迷宫密封的密封性能优于径向光滑间隙密封的密封性能。     

节能活塞气环

专利申请号：９６２２４８９８本专利产品是一种集开口、无间隙、无泄漏、低张力于一体的节能活塞气环,走在当今世界活塞环研究应用前列。此节能气环将应用于各种大小活塞式内燃机及压缩机中。本节能活塞气环应用了组合式密封原理,在活塞与气缸壁之间形成了一个完整的密封环带,充分利用了燃气效率。缸内气压力使低张力气环有足够的张力,在需要时能紧贴缸壁,完全密封。同时减小了气环道数,即减小气环摩擦损耗,克服了原气环的固定张力大、摩擦大、开口泄漏及同口泄漏等许多弊端,所以本专利环能提高机械效率,降低油耗和机械损耗,寿命…     

基于气浮轴承的无摩擦气缸设计及参数优化

针对超精密垂直轴对无摩擦、高稳定性重力平衡系统的需求,本文设计了一种新式无摩擦气缸,并对气浮轴承的参数进行优化.首先,确定气浮轴承初始参数,据此建立基于ANSYS的有限元分析模型,将分析结果与工程计算、实验结果对比,验证仿真计算的可靠性.然后,利用该模型,采用响应面优化方法,得到不同节流孔布置下(对应最佳气膜厚度时)的...     

控制阀门的气动装置：螺旋槽双活塞气缸

目前,我国用于阀门开启的配套装置有单叶片、双叶片扇形式气缸,活塞齿轮齿条式气缸,以及螺旋槽单活塞气缸等。为了满足工业生产的实际需要,我厂设计了摆动式螺旋槽双活塞气缸的阀门气动装置,以驱动阀门的开启、关闭和节流。其结构如图所示。它主要由上活塞4、下     

活塞速度和压差对冲击气缸间隙密封性能的影响

利用FLUENT软件建立冲击气缸往复运动间隙密封的模型并结合实验测试系统对其密封性能进行研究。为控制和减小往复运动中间隙密封的泄漏量,分析活塞往复运动速度、间隙进出口压差对其的影响。结果表明,当密封间隙宽度不变时,冲击气缸往复运动间隙密封的泄漏量随入口压力增大线性增大,并且压差与泄漏量的变化率不受活塞速度变化的影响;当密封间隙宽度不变时,在相同的入口压力下,泄漏量随着活塞速度的增大线性增大;冲击气缸的操作压力变化范围小导致其对泄漏量的直接影响不大,但是不能忽略压力变化通过对速度的影响而引起泄漏量的增大。     

双作用斯特林热机活塞密封流阻特性数值计算

考虑活塞前部环形间隙的影响,建立斯特林发动机活塞密封结构的流阻模型,分别展开动、静态下数值计算,得到活塞各密封段内压力与流量的关系,分析工质随结构参数变化的流动特性。结果表明：动、静态下活塞密封处流阻呈现不同特点,动态时流阻随流量增加而增大,静态时流阻为一恒定值;活塞环泄漏面积对流阻的影响较大,可以通过使用组合式活塞环以增大流阻而减小泄漏;而前部间隙宽度对流阻的影响较小,适当加大间隙宽度能在不影响密封的前提下减小活塞与气缸的摩擦。     

迷宫活塞压缩机泄漏流

基本理论 迷宫的密封原理可用图1说明,因为有小间隙存在,一小部分工作介质由高压端通过迷宫跑向低压端。实际的迷官由设在活塞上的许多节流凸肩组成,与气缸壁仅有很小间隙,凸肩之间具有相对大体积扩展一迷宫腔（图1r.h.s）,迷宫的密封如下;由于腔与腔之     

间隙宽度对冲击气缸间隙密封性能的研究

对冲击气缸间隙密封的理论分析表明,当冲击气缸的结构尺寸确定时,影响泄漏量的最主要因素为间隙宽度和密封间隙进出口压差。利用FLUENT软件建立机械振打系统冲击气缸间隙密封模型,分析冲击气缸密封间隙进出口压差和间隙宽度对间隙密封泄漏量的影响。结果表明,当缸筒静止时,冲击气缸入口操作压力从0.3 MPa变化到0.5 MPa时对其泄漏量影响不显著,实际工业应用中可以忽略;间隙密封的密封性能主要受间隙宽度控制,其泄漏量随着间隙宽度的增大而增大,但在间隙宽度小于0.03 mm时泄漏量随间隙宽度增加的变化较小,因此冲击气缸的活塞与缸筒之间的间隙密封的间隙宽度应控制在0.03 mm以下。