水介质O形圈密封阻力研究

为了研究水介质O形圈的密封阻力特性，通过ANSYS软件建立O形圈二维轴对称有限元模型，分析不同预压缩率和流体压力对O形圈密封性能的影响，通过2种滑动摩擦力理论算法，计算出不同流体压力下O形圈的摩擦力，与实验测量的摩擦力进行对比分析，探究流体压力和往复速度对摩擦力与摩擦因数的影响。结果表明：随着预压缩率增大，O形圈von Mises应力和接触长度增大；随着流体压力的增大，O形圈von Mises应力增大，接触压力和接触长度随之增大，流体压力超过30 MPa,接触长度减小；微元法和实验得到的摩擦力较为接近，可用于O形圈摩擦力预估；相同往复速度下，随着流体压力增大，O形圈摩擦力增大；相同流体压力下，随着往复速度增大，摩擦力也增大。     

全程悬浮气动平衡器密封及摩擦特性研究

对于气动设备而言,密封性能好坏直接影响其工作性能,密封圈与气缸之间摩擦特性影响活塞往复运动的平稳性,在ANSYS有限元分析软件中建立O形密封圈与气缸接触的二维轴对称有限元分析模型,分别对O形密封圈静密封和动密封性能进行研究,得出预压缩率、工作介质压力、摩擦因数对密封性能的影响规律。搭建摩擦力特性测试实验平台,分别对最大静摩擦力、空载时动摩擦力、加载时动摩擦力的特性进行了实验测试,得出工作介质压力和运动速度对摩擦特性的影响规律。     

液压缸组合密封性能仿真与参数优化研究

通过改变伺服液压缸组合密封的结构型式,建立两种密封圈的仿真模型,利用ANSYS Workbench软件在静密封状态下,探究介质压力、压缩率、接触的摩擦因数对伺服液压缸密封性能的影响,并以密封圈最大Von-Mises应力和接触面最大接触压力作为密封性能的判定依据;而在动密封状态下建立泄漏量和启动压力动态特性的数学模型,并以二者数值大小作为密封性能的判定依据,从而优化密封圈的组成结构参数。结果表明:在静密封状态下,当改变其中任一参数时含有工字形圈的液压缸的最大Von-Mises应力和接触面最大接触压力明显优于含有O形圈的液压缸;而在动密封状态中,随着介质压力增加,两种模型的液压缸泄漏量不断减少,启动压力不断增加,并且含有工字形圈的液压缸泄漏量更少,表明工字形圈的密封性能优于O形圈的密封性能。而研究的工字形圈组合的格莱圈可为液压缸设计人员提供参考。     

聚合釜裂纹产生原因及对策

0概述 聚合釜系1万吨／年聚丙烯装置的关键设备，该设备为夹套式结构，属三类压力容器，内筒材质为16MnR，其操作温度76℃，操作压力3．53MPa，介质为丙烯、聚丙烯；夹套材质为16MnR，操作温度90℃，操作压力0．3MPa，介质为水。在运行时聚合釜本体，搅拌系统及物料总重约23t。聚合釜外形及结构尺寸见图1。     

渐进冲击液压载荷下T型管的成形规律

为了进一步提高管坯的成形性能，改善传统液压胀形依赖高压源的问题，提出了一种多通管渐进冲击液压胀形方法。以T2紫铜T型管为研究对象，应用设计的胀形装置进行了冲击液压胀形实验研究，通过不同冲击液压载荷下1道次冲击液压胀形、2道次和3道次渐进冲击液压胀形结果的对比，分析了初始内压力、补料量、渐进道次对T型管支管高度、壁厚分布、支管顶部圆角半径的影响。研究结果表明：该方法可以成形出质量较好的T型管；初始内压力对T型管支管的顶部圆角和侧壁贴模性有较大的影响；各道次的初始内压力分别为10、30和32 MPa以及补料量分别为3、3和15 mm的3道次渐进冲击液压载荷下，T型管的成形质量最好。     

一种新型复合传压密封介质的研制

本文提出一种新型复合传压密封介质的研制方法，该介质外围材料为叶蜡石，内套一白云石套管。通过金刚石合成试验得出：合成压力下降2-3MPa；合成电流下降100～200A；合成出的金刚石单产提高5ct左右，粒度相对集中、≥50／60以粗晶粒所占比例达到85％，晶型好。     

高压氮气冷却特性研究

以1.2 MPa IPSEN高压气淬炉为研究对象,通过设计与ISO9950相同大小的钢探头,利用Keithley2700作为数据采集系统,研究了氮气在不同压力下以及不同种类钢探头的冷却速度.结果表明:高压气体冷却过程中最大冷速位置出现在700℃附近,压力为1.2 MPa时冷速最大为15.4℃/s,远小于N32最大冷却速度;D6AC探头在0.8 MPa以上可以淬透,但40Cr和45钢探头即使压力达到1.2 MPa也无法淬透;高压气淬适合于临界冷却温度接近于700℃左右淬透性较好的钢种.     

空心双拐曲轴内高压成形数值模拟

应用动态显式有限元法对空心双拐曲轴的内高压成形过程进行了模拟分析,研究了加载路径对内高压成形的影响,指出了在加载曲线中存在着最佳成形区间,成形压力小于20MPa时,管坯产生起皱,成形压力大于32MPa时,管坯发生开裂,只有合理的应用加载路径,成形压力介于20MPa与30MPa之间,使轴向进给量可以正好补偿径向的变形量才能获得壁厚较为均匀的合格零件。     

Yx橡胶密封圈密封性能研究

本文应用有限元法,按照国家标准建立了Yx密封圈的平面应变有限元模型,进行了预压缩和工作压力的模拟计算,得到了Yx密封圈的变形规律和密封性能判据Ratio值的变化规律.计算表明,Yx密封圈的低压密封效果要优于高压,在进行密封结构的设计时,应将Yx密封圈放置在低压侧,有利于提高使用寿命和密封性能.重点进行了低压状态下密封性能的细化计算,并引入了变形速率的概念,对低液体压力下,其下唇口最大接触压力的变化进行了分析.计算表明,低压下,下唇口最大接触压力出现了两个分界点,第一个分界点是Yx密封圈下唇口接触尖端的点接触变形到线接触变形的转折点,第二个分界点是下唇口线接触变形速率值最大的转折点,该转折点处的最大液体压力为1.3MPa.通过对Yx密封圈下唇口在不同液体工作压力下接触线长度的计算,得出了Yx密封圈最佳工作压力为3.7～4.2MPa,液体压力超过4.2MPa,其下唇口接触线长度将阶跃式增大到接近最大值,这对密封件的使用寿命不利.     

异径三通管胀形实验研究

内高压成形是以某种传力介质,使管材成形的一种现代塑性加工技术.与传统工艺制造出的三通管相比,内高压成形的异径三通管质量高(强度高、精度高),且成本低(减少成形和装配工序.本文进行了异径三通管内高压胀形的一系列实验研究,分析了异径三通管成形的主要影响因素,获得合理的工艺参数.结果表明,选用纯石蜡为胀形传力介质,成形结果较理想;几何尺寸也是较重要的参数;轴向压力为17MPa～22MPa、平衡压力为3.5MPa～4.5MPa时,成形效果较好.     

正弦微沟槽织构对柱塞密封副摩擦学性能的影响

目的 研究不同工况下正弦沟槽织构对柱塞密封副摩擦性能的影响,以降低压裂泵柱塞密封副的摩擦磨损.方法 基于压裂泵柱塞密封副几何模型和流体润滑理论,建立了正弦微沟槽织构化柱塞-橡胶密封副动压润滑数值理论模型,通过仿真模拟研究了不同柱塞密封压力、运动速度对正弦织构减磨性能的影响.结果 不同密封压力下,从40 MPa增至140...     

机械密封摩擦副界面温升分析

以接触式机械密封密封环为研究对象,建立摩擦副密封环整体传热模型,通过热-结构耦合模拟与数值计算,得到摩擦副的温度分布以及不同工况条件下摩擦副的变形情况。研究结果表明:密封环最高温度与最大热流密度都集中在密封环靠近摩擦副的内径处;密封介质压力和弹簧比压增大,摩擦副闭合力增大,微凸体接触增加,使得摩擦副变形量增加;随着转速的增加,摩擦副端面逐渐打开,微凸体对开启力的作用减小,使得摩擦副的变形减小。     

滑动摩擦接触对母线弯曲成形质量的影响

目的 研究滑动摩擦接触对1060纯铝母线弯曲成形质量的影响,得到表面质量更好的工件,降低废品率。方法 采用自行设计的V形三点式自由弯曲成形的摩擦力测试装置,通过更换不同表面粗糙度的凹模圆角、不同润滑介质以改变接触状况,进行一系列摩擦试验。通过钨灯丝扫描显微镜获得板料弯曲件表面微观形貌图,通过MATLAB软件对所采集的数据进行曲线处理。结果 得到不同粗糙度的凹模圆角以及不同润滑介质条件下的弯曲力-行程曲线。经测定,凹模圆角表面光滑时,无润滑状态下,最大摩擦力约为440 N;采用聚乙烯薄膜作为润滑介质,最大摩擦力约为100 N;采用聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,最大摩擦力约为20 N。凹模圆角表面粗糙时,无润滑状态下,最大摩擦力约为235 N;采用聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,最大摩擦力约为28 N。结论 添加润滑介质可以有效降低板料与凹模圆角之间摩擦力大小,进而提高弯曲件表面成形质量。滑动摩擦条件下,无论光滑还是粗糙的凹模圆角,采取润滑措施均能有效提高弯曲成形工件的表面质量,且聚四氟乙烯薄膜作为润滑介质时,得到的板料表面质量最好。     

径向单柱塞泵往复密封元件的有限元分析

利用大型通用有限元分析软件ANSYS建立径向单柱塞泵往复密封用O型橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析研究O型橡胶密封圈在不同的压缩量和工作油压下的变形和应力分布情况,得出相应情况下的最大范·米塞斯应力、最大接触压力以及最大剪切应力的变化关系.结果表明:上述3种最大应力值都随着压缩量和工作油压的增加而增加,其中最大接触应力值在左右两个主接触面之间呈对称分布,其余两种最大应力值都分布于密封沟槽口附近区域.该结论可以作为今后设计和选择O型橡胶密封圈的依据,同时文中涉及到的处理橡胶类非线性问题的分析方法可以推广到其他不同类型的橡胶密封圈的分析计算.     

Design Procedure of Pneumatic Half-Floating Slideway with Load Compensation and its Application to Machining Center

It is known that slideway friction plays an important role for machine tool performance, and therefore a proper amount of solid frictional force is preferable to satisfy various requirements of static and dynamic properties, accuracy and stiffness etc. This frictional force, however, changes in accordance with the feeding conditions of slider, in particular, that of the load and speed. The present paper shows the design procedure of a new type of slideway which can keep the frictional force being almost constant independent of the feeding conditions. The principle uses Pneumatic Half-Floating Slide way, in which the slider is supported by either an externally pressurized aerostatic force and a metal to metal contact force. If the load, mostly the workpiece weight and the static cutting force, applied on the slider increases, the increment can be compensated by a special device which is composed of a load detector (a type of air micrometer) and a pressure amplifying valve. By the application of this new slideway design to an existing machining center, it was revealed that the frictional force could be kept at almost constant independent of the applied load and the feed speed. Consequently, the amount of backlash and lost motion could also remain the same under different working conditions, which could improve, under the load of 500 kgf, both the positioning and the contour accuracies up to several micron meter better than those obtained by the conventional machine.     

扁平橡胶密封结构对比及有限元分析

对扁平密封结构设计进行核算、材料性能测试及结构有限元分析,并与常用O形密封圈进行对比。结果表明:扁平橡胶密封圈内径设计值可适当调整,其截面压缩率和总的压缩量较O形圈要小;其侧向稳定结构设计在牙轮轴向串动和有压差时,能防止在密封侧面在牙轮串动和压差存在时完全贴合于沟槽侧面,保持密封圈处于较合适的位置;有限元分析表明,在轴承内外压差的作用下扁平密封径向密封力增加迅速,在0.5 MPa时其径向密封力值与常用O形密封相当。扁平密封相比O形密封结构性能更加稳定,相同钻井工况下使用寿命更长。     

波纹管机械密封多体多场热流固耦合性能分析

建立波纹管机械密封的波纹管-动环-流体膜-静环多体模型,对高温、高压、高速工况下的密封界面进行热流固耦合数值计算与分析,得到密封环在温度场、速度场、压力场等多场耦合影响下的应力和应变规律。在此基础上,分析主轴转速和流体压差对密封环端面温升和热应力变形的影响规律。结果表明:动静环的最大变形在端面的内径处,且变形量由内向外递减;动环端面的温升随密封压力和转轴旋转速度的增大近乎呈直线增加;动环的热应力变形程度随主轴转速和流体压差的增加而增加。     

KCJ-15扬雪机搅笼镍基喷熔复合涂层的研究

目的在KCJ-15型扬雪机搅笼NiCrBSiC合金涂层的基础上,添加硬质碳化钨颗粒,并研究其在搅笼基体上的腐蚀、磨损规律。方法制备7组碳化钨颗粒含量不同的镍基复合粉末,分别在不同腐蚀液体中进行摩擦磨损实验,随后选取抗磨性能最佳的一组,分别进行不同载荷和不同滑动速度下的摩擦磨损试验。结果在同一种腐蚀液体中,喷熔层的摩擦系数随碳化钨含量的增加变化不大,磨损率随碳化钨含量的增加先减小后增大,其中浸泡在HCl和NaCl溶液中的试块喷熔层的摩擦系数和磨损率普遍偏高,而浸泡在NaOH和H_2SO_4溶液中的试块喷熔层的摩擦系数和磨损率普遍偏低。随着载荷的增加,喷熔层的摩擦系数和磨损率增大。随着滑动速度的增加,喷熔层的摩擦系数增大,磨损率降低。结论在KCJ-15型扬雪机搅笼NiCrBSiC合金涂层中,添加碳化钨的最佳质量分数在15%~25%之间,此时可获得最佳的抗磨性能。此外,喷熔层的摩擦系数受到腐蚀液体、外部载荷和滑动速度的影响较大,受碳化钨含量的影响较小。