往复式密封流变特性的分析与验证

为了提高往复式密封的密封性能,对密封区内杆-密封界面的流变特性进行分析.基于变形理论,通过引入混合润滑状态下弹性流体动压润滑数值模型,进一步揭示了往复式密封的密封机理.基于此理论模型同时考虑多耦合场的相互作用,通过引入流体方程(考虑空化现象)、微观接触模型以及变形模型,进一步分析了不同密封表面粗糙度、润滑油黏度以及密封...     

高压气体密封橡胶O形圈往复摩擦特性实验

采用往复摩擦实验研究高压气体密封条件下橡胶O形圈的摩擦性能,分析密封压力大于3 MPa条件下密封压力、压缩率和橡胶材料对O形圈往复运动摩擦性能的影响规律。结果表明：高压条件下O形圈所呈现的摩擦力-位移时变曲线特征与低压条件相同,且黏滞特性明显。高压条件下随着密封压力的增加,丁腈橡胶O形圈最大摩擦力和滑动摩擦力呈线性增长,与低压下最大摩擦力存在极大值和滑动摩擦力趋于稳定不同;高压条件下丁腈橡胶O形圈的最大摩擦力与压缩率呈非线性关系,最大摩擦力存在极大值,与低压下最大摩擦力随压缩率的增大而增大不同;与丁腈橡胶材料不同,三元乙丙橡胶、硅橡胶和氟橡胶的摩擦力随密封压力的增加而逐步增加并趋于平稳,且摩擦力小于丁腈橡胶。     

液压往复密封的技术进展

概述了密封滑动面3种润滑状态的特点和判定方法,对在流体动静压润滑时密封接触面的压力分布和泄漏量计算的理论和实验方法作了综述,在分析现有国内外密封件组成的基础上,提出了将往复密封件的功能要求分解为良好的耐磨性和弹性,并通过结构和材料的组合,将满足耐磨性要求的主密封和满足弹性要求的副密封结合起来,可研制出新型的组合密封件,给出了应用新方法设计的往复动密封典型例子,并进行了详细分析。     

往复密封摩擦力测试技术探讨

密封工作参数一般包含摩擦力、液膜膜厚、接触应力、泄漏率物理量等,其中摩擦力测试对密封结构改进及往复密封技术的理论研究有很大的参考价值.综述密封摩擦力测试装置的研究进展,针对密封摩擦力测试装置存在的问题,提出改进建议;对不同密封摩擦力测试方案的特点、摩擦力测试装置的测试误差进行了分析,并针对性地提出了改善测试精度的方案.     

基于液压往复密封的聚醚醚酮性能研究及其应用

针对液压往复密封的低摩擦、高耐磨、耐高压抗挤出、耐液压油等独特工况条件,采用聚四氟乙烯(PTFE)和碳纤维对聚醚醚酮(PEEK)材料进行填充改性,研究改性PEEK材料的力学性能和摩擦磨损性能,并与填料改性PTFE材料进行比较。通过结构设计和有限元仿真分析,对改性PEEK材料与弹性体材料组合的密封件在不同温度下的密封性能进行了模拟和分析,并通过密封功能试验对模拟分析结果进行了验证。结果发现:质量分数20%PTFE填充改性PEEK材料的摩擦因数最低,且其对金属摩擦副无损伤,更适用于液压往复密封;组合密封能有效克服PEEK材料弹性性能差、安装困难的不足。有限元仿真分析结果表明,组合密封在不同温度下能很好适应42 MPa的压力。密封功能试验表明,组合密封比单一PEEK材料密封的启动摩擦力小、泄漏率低,证明改性PEEK材料可替代聚四氟乙烯和尼龙材料应用在液压往复密封领域。     

多唇往复滑环式组合密封数值模拟与分析

构建一种适用于多唇往复滑环式组合密封的数值模型,数值模型中包含固体力学分析、流体力学分析、接触力学分析、流固耦合分析。以含有3段密封唇的PS封为例,基于数值模型求解得到密封面油膜厚度分布、油膜压力分布、粗糙峰接触压力分布,以及内外行程的流量和密封界面的摩擦力。该数值计算方法解决了多唇密封中边界条件难确定的问题,通过迭代计算可得到稳态运行时各密封唇的边界条件。明确多唇PS封的密封机制,分析不同往复速度对密封性能的影响。结果表明：多唇PS封内外行程中各唇边界条件差异较大,外行程中,两唇之间的空隙处存在一定压力,内行程中空隙压力为0;外行程的密封面接触压力要小于内行程;增大往复速度会使多唇PS封净泄漏增加,摩擦力减小。     

基于斯特封的往复密封摩擦磨损界面性能实验研究

斯特封是常用的往复密封件,其中斯特封的PTFE圈性能及活塞杆表面材料在往复密封过程中起着重要作用。搭建往复密封实验台,取4组添加碳纤维PTFE的密封圈分别与镀Cr膜活塞杆和镀DLC膜活塞杆进行往复密封台架实验,实验后获取使用过的4组密封圈作为实验样本,并取1个全新未使用的添加碳纤维PTFE的密封圈作为参考样本。通过三维白光干涉表面形貌仪、场发射环境扫描电子显微镜和冷场发射高分辨扫描电子显微镜分别对实验样本的密封唇进行表面形貌、表面磨损和磨损表面元素进行测定。通过实验测定,得出镀膜材料脱落形成磨粒导致密封圈表面磨损。还对密封圈的加工方法和活塞杆镀膜材料的选择提出了建议。     

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。     

粗糙度和杆速对液压往复杆式密封泄漏的影响

介绍了液压往复杆式密封是否发生泄漏的影响因素,指出密封表面粗糙度和杆速是决定密封是否泄漏的重要因素。粗糙度值较小时不易泄漏,杆速较大时也可防止泄漏。并分析了其中的原因。     

基于有限元分析的液压往复密封优化设计

利用大型通用有限元分析软件ANSYS对液压缸往复密封用O形橡胶密封圈进行建模和计算,分析O形密封圈最易受损和失效的关键部位,并结合液压缸活塞杆动态密封机理提出了优化设计模型.为往复密封的优化设计指出了一种可行的设计方法.     

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。     

高压水介质往复密封接触特性有限元分析

对高压水介质往复滑动密封的密封特性进行分析。基于ANSYS/LS-DYNA软件建立U型橡胶往复滑动密封结构的有限元模型,确定Mooney-Rivlin橡胶材料模型和广义拉格朗日乘子接触算法,实现往复密封结构的三维非线性接触动力学仿真,并分析水介质压力、滑动杆运动方向及速度、接触摩擦因数等因素对密封特性的影响。结果表明：往复密封结构的应力集中于密封圈的沟槽、内唇口及底孔周边,滑动杆正向运动时速度和摩擦因数对密封接触特性的影响不大,而反向运动速度对密封接触应力的影响显著,密封失效发生在此阶段。     

液压往复密封件磨损失效概率研究

根据摩擦副系统可靠性理论,对液压往复密封件的磨损失效概率进行研究,提出了一种检测密封件磨损失效的方法。以液压缸杆密封Y形密封件为研究对象,通过ANSYS仿真分析密封件在不同磨损程度下摩擦应力和失效概率变化规律,计算密封件在运行过程中磨损失效概率,并通过试验验证有限元计算结果的有效性。结果表明:Y形液压往复密封件唇口处摩擦应力较大,因此其磨损部位主要发生在唇口;随着磨损程度的增加,Y形密封件受到的摩擦应力增加,失效概率也随之变大。研究表明,提出的方法可对液压缸实际运行过程中往复密封件的磨损进行检测。     

牵引绳用调控式高压往复密封性能研究

采用ABAQUS软件对牵引绳用调控式往复密封装置在高压环境下的密封性能进行有限元分析,获得密封组件与牵引绳的应力分布及变形情况,分析调控压力与介质压力对密封泄漏率及摩擦力的影响规律。设计搭建主密封试验装置并进行试验验证。结果表明:采用合理的调控压力与密封结构设计可以实现较好的接触应力分布,显著地减少密封泄漏;随着调控压力的增加,密封泄漏率先迅速下降,而后缓慢下降并逐渐趋于稳定,当调控压力大于介质压力的1.3倍时,泄漏率接近于0;增加调控压力导致摩擦力呈现先缓后急的增长趋势;介质压力对密封环具有开启作用,能够降低流体膜压力而减小摩擦力;工程应用中,维持调控压力比介质压力高出0.2～0.5 MPa时密封效果最好。     

往复压缩机填料密封失效分析及措施

对往复压缩机的填料密封故障进行了失效分析,介绍了填料密封的密封原理;通过故障分析找到了解决措施.目前,改进后的压缩机已应用于工业生产,运行一年多密封填料一直正常,达到了预期效果,确保了装置平稳生产.     

激励对往复式骨架油封密封性能的影响

为改善往复式骨架油封的泄漏问题,建立油封唇口密封区流体润滑的数值计算模型,模型考虑密封面粗糙形貌以及油封唇口的径向变形,通过求解雷诺方程分析密封区的流体力学特性,获得密封区的油膜厚度和压力分布,并分析激振频率和振幅对密封性能的影响规律。结果表明:随着激振频率的增加,内外行程中密封区的最小膜厚呈先增加后减小的变化趋势,激振频率越大,往复式骨架油封的密封性越差;内外行程中密封区的的最小膜厚随激振振幅的增加呈非线性增加,激振振幅越大,往复式骨架油封的密封性越好。综合考虑,为提高密封效果,往复式骨架油封适用于小频高幅的工作场合。     

加氢裂化装置往复压缩机填料密封故障分析与改造

针对加氢裂化装置C102新型往复压缩机填料密封存在的泄漏问题,对压缩机气缸活塞填料密封结构、密封原理及其密封条件进行研究,在对密封填料函结构和填料受力等讨论的基础上,分析压缩机气缸填料密封失效的主要原因,提出改进填料密封环结构、冷却系统、规范密封环加工工艺程序及优化安装等措施。实践证明,改造后密封效果显著提高,设备使用寿命延长。