海工装备液压缸多重组合式密封结构设计与仿真分析

针对单个密封圈易磨损导致密封失效,且更换密封件过程繁琐的不足,设计多重组合式密封结构。该设计在单个密封圈密封结构的基础上,在活塞杆内侧设置两个起缓冲作用的密封圈,在缸底增加一个密封圈,构成多重组合式密封结构。通过有限元仿真,分析在均匀分布的不同压力下,单密封圈密封结构和多重组合式密封结构中的密封圈随着活塞杆往复运动时,密封圈的最大承载与受挤压形变,探究密封圈使用寿命和应力集中区域的变化。结果表明：多重组合式密封结构能够有效减小密封圈所承载的压力,密封圈使用过程中无明显挤压磨损现象,使用寿命延长,验证了多重组合式密封系统的有效性与可行性。     

液压缸往复运动用密封装置的正确使用

随着液压机械产品的发展,带来了相应的液压元件密封防漏技术的课题研究。本文仅就密封要求难度较高的液压缸为例,试述液压缸往复运动用密封圈的正确使用。分类液压缸往复运动用密封圈按其密封原理分类,大致可分为唇形密封圈、压缩形密封圈和自封压紧形密封圈三类。若按密封装置的工作原理、密封副滑移面所处的相对位置     

基于数值模拟的矩形密封圈参数化分析

利用有限元分析软件ABAQUS建立二维轴对称模型,对静密封中矩形密封圈与O形密封圈的密封性能进行了对比,分析了矩形密封圈压缩率、材料硬度、截面长宽比和倒角尺寸对矩形密封圈的变形、接触压力和Mises应力的影响。结果表明:在静密封中,矩形密封圈的密封性能优于O形密封圈的密封性能;压缩率越大,密封性能越好;材料硬度是影响密封性能的重要因素;截面长宽比对密封性能影响最小;倒角尺寸越小对最大Mises应力和最大接触压力影响越明显;矩形密封圈的接触压力分布均匀,更适合静密封结构。     

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。     

表面纹理对旋转轴唇形密封性能的影响

在唇形密封圈唇端两侧设置整齐排列的圆形、正方形和等边三角形3种凹坑纹理形式,建立具有表面纹理的旋转轴唇形密封圈的有限元模型,并分析获得密封面静态接触压力和变形系数矩阵;建立综合考虑混合润滑和空化及表面纹理形状影响、耦合流体场和弹性变形场的唇形密封圈接触区域密封数值计算模型,并建立集有限元分析与数值计算于一体的唇形密封圈接触区域泵吸率计算流程。计算结果表明:表面纹理结构使得密封唇与轴的接触压力相对下降,且有效地增大唇形密封圈的膜厚并改善泵吸效果;相较于圆形和正方形纹理,三角形纹理对唇形密封圈的改善效果最佳。但表面纹理结构在改善密封区域润滑状态的同时,也造成密封动态压力的波动,且三角形纹理的影响更显著。     

水液压O形圈锥面密封特性分析

针对水液压提升阀中的锥面密封问题,利用Abaqus有限元分析软件建立了锥面密封结构的二维轴对称模型,对其进行密封性能分析。分析了不同预压缩率、不同密封压力作用对O形密封圈所受最大接触压力、最大Mises应力的影响,确定了密封圈的易失效位置以及接触面的压力分布规律。结果表明:随着压缩率及密封圈所受液体压力的增大,密封圈所受到的最大Mises应力及接触面最大接触压力随之增大;带圆倒角的密封槽口或减小密封间隙,能有效减小密封圈挤出时密封槽口对密封圈的剪切应力,从而提高密封圈使用寿命,为水液压提升阀等液压元件的锥面密封结构设计提供设计依据。     

采油树平板闸阀柔性密封圈结构优化设计

为了提高采油树平板闸阀密封圈的密封性能,在泛塞封的基础上,设计一种密封圈本体唇边开有锯齿状凸起的新型柔性密封结构;运用有限元分析方法模拟密封圈的工作状况,分析柔性密封结构特性参数对密封圈密封性能的影响,获得不同柔性密封圈结构参数下密封面间接触应力分布规律,并对新型密封结构进行优化。结果表明:密封面间最大接触应力随唇边锯齿数量、唇边夹角度数的增大而增大,随唇谷夹角度数的增大而减小;新型密封结构选择锯齿数量为3、唇边夹角为20°、唇谷夹角为30°的特性参数时,其最大接触应力比常规Y形密封圈提高了15倍;新型柔性密封结构的密封圈与阀杆、阀盖壁面间接触应力比常规Y形密封圈有显著提高,提高了密封圈的密封性能。     

拉杆气缸活塞密封圈的动态特性研究

为解决拉杆气缸在-40℃和60℃条件下的介质泄漏问题,以等效刚度、等效阻尼和耐温系数为性能评价标准,对结合丙烯腈量分别为35%、30%和25%的丁腈橡胶密封圈进行动态特性研究,包括力学性能测试、频谱响应分析,耐温系数计算和接触应力仿真等。研究结果表明:增大结合丙烯腈量可大幅度提升密封圈的力学性能,但不利于低温密封;结合丙烯腈量为30%的密封圈可有效地解决高低温介质泄漏问题,当压缩率为15%时,其接触应力更为均衡,可确保密封性能。     

三偏心蝶阀密封压力影响因素分析

基于现有三偏心蝶阀多层次密封圈的不足以及全金属密封圈密封性能差、研究少的现状,运用有限元分析软件,模拟分析了不同状态下密封圈的密封压力分布情况,得到了三偏心蝶阀密封性能与密封压力影响因素的关系,并给出了相关设计建议。分析结果表明,三偏心蝶阀密封压力分布不均匀,阀轴附近存在低密封压力过渡区。合理设计密封圈,可改善密封压力分布情况和增大过渡区密封压力值,提高三偏心蝶阀密封性能。     

三轴可燃冰试验机X形密封圈密封性能分析

为研究三轴可燃冰试验机轴向加载杆用X形密封圈在工作时的密封性能,利用ABAQUS软件建立X形密封圈结构的二维轴对称模型,讨论了静密封中的介质压力、压缩量、摩擦系数以及特定试验工况下往复动密封对X形密封圈密封性能(应力)的影响。研究结果表明,在高介质压力下,加装挡圈可以明显改善密封圈应力集中现象;在各影响因素下,X形密封圈的接触应力均能满足密封要求,并且剪切应力均小于橡胶材料的剪切强度,不会造成X形密封圈的撕裂破坏;因为摩擦系数的增加使X形密封圈摩擦应力增加,容易造成X形密封圈的磨损失效,所以摩擦系数的选择不宜过大。在动密封分析中,X形密封圈满足密封要求,卸载过程中各应力值大于加载过程中的各应力值,使三轴可燃冰试验机可以在良好的密封状态下进行试验。     

钳盘式制动器制动活塞异型密封性能研究

提出将异型密封结构形式应用于汽车钳盘式制动器活塞的密封中,根据密封界面流体动力学中的弹性流体动压模型,建立制动液油膜的准一维流动的雷诺方程,给出制动活塞往复运动时的油膜厚度和泄漏量的计算方法。利用Fluent软件平台,对比分析制动活塞异型密封梅花形密封圈和标准型O形密封圈在往复运动过程中油膜厚度和制动液泄漏量受摩擦因数、制动压力、压缩量等因素影响规律。结果表明:梅花形密封圈和O形密封圈的油膜厚度随着摩擦因数的增大而增大,随着制动液压力和压缩量的增大而减小;但异型密封梅花形密封圈在相同的摩擦因素条件下有更好的润滑性能,泄漏量小,其油膜厚度相对于O形密封圈变化过程比较缓慢,降低了对密封圈的磨损;在压缩量较大的情况下,制动活塞梅花形密封圈的防泄漏能力大于传统的标准密封结构O形密封圈。制动活塞采用异型密封结构可有效减小密封圈的磨损量,有较好的防泄漏能力,能够实现良好的自密封。     

滑移式机械密封的动态辅助密封圈性能研究

建立了滑移式机械密封装置上动态辅助橡胶密封圈的有限元模型;考虑到大变形及材料的非线性,分析了密封圈的应力分布情况及其摩擦特性,与实际的结果进行了对比;讨论了辅助密封圈工作状态下的微动特性,研究了其运动规律并推导出其轴向阻尼系数。结果表明,采用Mooney-R ivlin非线性有限元本构关系可得到接近实际工况的接触压力和摩擦力;橡胶动态辅助密封圈的初始压缩率对其性能有较大影响,随着初始压缩率的增加,密封面上的接触压力不断增加,但是摩擦力却逐渐增大,使动态辅助密封圈的浮动性恶化,因此初始压缩率存在一最佳范围。     

玉力容器无骨架唇形密封圈长度计算方法

无骨架唇形密封圈广泛应用于各类大型压力容器的密封结构,其具有密封可靠,安装方便等一系列优点。但压力容器密封圈安装过程中经常出现密封圈长度与密封槽不匹配的现象,文中提供了一种密封圈长度的计算方法,能够准确计算密封圈长度,缩短合格密封圈的供货周期,降低设备安装调试成本,对同类产品的设计有指导意义。     

液压缓冲器密封圈有限元分析

建立了某液压缓冲器密封圈部分的有限元模型,并对液压缓冲器静密封与动密封过程进行了模拟。在ABAQUS软件中使用Hybrid杂交单元,模拟密封圈橡胶材料采用的超弹性材料本构模型。通过设置分析步,分别对密封圈在装配过程、缓冲过程、复位过程中的受力情况进行了仿真分析。分析提取的密封圈应力云图与接触压力云图表明,该结构所采用的密封形式满足静密封、动密封的要求。     

滑套密封技术分析与性能评估

滑套作为石油天然气分层开采技术的重要工具,其密封性能直接影响着施工的效果。对用于滑套的不同密封方案进行总结分类,包括O形圈密封、唇形密封、特殊型密封及其不同的组合密封形式;从密封效果、抗剪切性、耐磨性、使用寿命、成本5项指标对各类密封进行性能评估。综合考虑5项指标,滑套密封可选用简单星形密封圈、星形密封圈加挡圈、U型密封圈、特康双三角密封圈等密封形式;而从经济实用方面来考虑,低压且速度不高时,可使用简单O形圈、O形密封圈加平挡圈;压力较高且速度变化较大时,可使用O形圈和梯形环的组合、V形夹织物橡胶组合密封圈、K型特康斯特密封圈、T型特康格来圈。     

星形橡胶密封圈的密封特性分析及截面改进

建立了X形(星形)密封圈的有限元计算模型,研究了预压缩量、摩擦因数、介质压力、橡胶硬度对其密封性能和力学性能的影响。为提高密封圈的密封性能,延长使用寿命,对其横截面形状进行了改进,并对其静密封和往复动密封性能进行了分析。研究结果表明,X形密封圈的Von Mises应力和接触应力随着摩擦因数的增大而逐渐降低,但随介质压力、橡胶硬度的增大而增大;而结构的特殊性使得X形密封圈Von Mises应力随预压缩量的增大而减小;改进密封圈不但继承X形密封圈的优点,而且实现了三道密封功能,在保持良好密封性能的同时改善了结构的应力集中现象;特别是在往复动密封中,改进密封圈的应力波动较小,密封性能优于X形密封圈,避免了X形结构触角过早发生疲劳失效和撕裂,延长了密封圈的使用寿命。     

组合密封圈在直升机液压系统中的应用

为解决某型直升机液压油箱内大直径活塞与筒体之间的动密封问题,采用板弹簧组合U型密封圈和双层组合密封圈进行了设计.分析了2种组合密封圈结构特点、密封原理,介绍了2种组合密封圈参数及适用范围,最后对组合密封圈应用前景进行了展望.     

基于响应曲面法的井下节流器密封结构分析及优化

针对苏里格气田井下节流器密封失效问题，利用有限元软件，对井下节流器密封结构的密封性能进行了分析，发现密封结构中V型密封圈具有继续优化的潜力，采用响应曲面法对V型密封圈进行了优化。仿真结果表明，当V型密封圈的密封角度θ=69.7°、密封宽度h=5.3 mm、密封圆角r=0.3 mm、密封间隙d=0 mm、摩擦因数μ=0.7时，V型密封圈的最大接触应力为2.56 MPa，在保证安全的前提下接触应力提高了71%。此时节流器密封结构的密封效果最好。     

机械密封用V形密封圈及一些问题的探讨

V形密封圈以其优良的特性广泛地作为机械密封环（含旋转环、静止环）的辅助密封，被称为机械密封用V形密封圈。机械密封用V形密封圈是采用自紧密封原理的推压式唇型密封元件。当推压元件受到液力系统压向V形开口的压力时，其唇就张开，从而加强了密封作用。V形密封圈在机械密封中的使用形式一般有两种（如图1所示）：（1）当V形密封图作为补偿密封环的辅助密封时，通常是将两个V形密封圈重送与一个撑环组合；（2）当V形密封圈作为非补偿密封环的辅助密封时，通常是用一个V形密封圈与一个撑环组合。V形密封圈的截面形状见图2。撑环的截面…     

压紧环唇形密封圈优化设计研究

为了提高盾构机主轴承密封圈的密封性能,建立主轴承密封圈优化设计流程,利用ANSYS Workbench分析研究压紧环唇形密封圈结构尺寸对其密封性能的影响,结果发现压紧环的直径、密封圈唇口的倾斜角度和密封圈的高度对其密封性能影响较大,结合这些参数,对压紧环唇形密封圈进行优化设计,优化分析的结果大幅提高了密封圈的密封性能,为盾构主轴承密封圈的设计选型提供了参考。