再谈组合滑动式密封的几个问题

我在本刊1978年第四期发表了“组合滑动式密封的应用”一文以来,读者提出了不少问题,现把具有代表性的问题作进一步讨论,供读者参考。     

组合滑动式密封的实践——与纪尔非同志商榷

我们1968年开始使用组合滑动式密封。聚四氟乙烯制作的滑动圈,保护了O形圈的整个动配合工作表面,降低了摩擦力(或摩擦力矩),因此,这种密封形式具有寿命长、阻力小等优点。此外,它比之以改进胶料配方制作的氟橡胶密封圈,以及涂复氟塑料的密封圈,结构简单,密封可靠。现把我们的实践体会作一介绍,并就有关问题与纪尔非同志商榷。     

滑动式汽车行李架承载结构设计

本文主要针对滑动式汽车行李架承载结构设计展开深入研究,先阐述了滑动式行李架承载结构设计的必要性,然后详细介绍滑动式行李架承载结构设计,最后结合行李架的安装和焊接,以此来对滑动式汽车行李架结构设计与开发进行论述,旨在确保滑动式汽车行李架承载结构设计的高度合理性、科学性。     

大间隙磁性液体与迷宫交替式组合密封的数值及试验研究

为了提高大间隙磁性液体密封的耐压能力,在多级磁源磁性液体密封的基础上提出一种新型的磁性液体与迷宫交替式组合密封结构并设计一种普通的具有二级磁源的磁性液体与迷宫交替式组合密封结构。试验研究0.3 mm到0.7 mm间隙下具有机油基、煤油基和酯基磁性液体的交替式组合密封耐压能力,数值模拟该交替式组合密封中密封间隙内的磁场强度,由磁性液体密封耐压理论计算出该交替式组合密封中磁性液体密封的理论耐压值,对交替式组合密封的试验结果与该交替式组合密封中磁性液体密封的理论耐压值进行比较和分析。结果表明,与多级磁源磁性液体密封相比,该交替式组合密封显示良好的密封能力;当密封间隙大于0.4 mm时,该交替式组合密封的耐压能力随着间隙的增大而减小。     

Y形组合密封的密封性能研究

应用ABAQUS软件建立YO组合密封的有限元模型,分别比较Y形组合密封与Y形密封、聚氨酯和丁腈橡胶2种材料的Y形组合密封,在密封区域的静态接触压力和Mises应力分布,分析O形圈截面直径对2种材料Y形组合密封性能的影响规律。结果表明：Y形组合密封在密封区域的接触压力和Mises应力均大于相同规格、材料的Y形圈,且外行程时Y形组合密封接触压力增大更明显,应力分布更均匀,验证了Y形组合密封的双重密封和改善根部抗撕裂的特性;在O形圈截面直径相同的情况下,聚氨酯组合密封外行程与内行程的最大接触压力差值远远高于丁腈橡胶组合密封,而丁腈橡胶组合密封Mises应力分布更均匀;随着O形圈截面直径的增大,聚氨酯组合密封的最大接触压力呈现先增大后减小的趋势,丁腈橡胶组合密封呈现逐渐减小的趋势,但两者的Mises应力均呈现逐渐增大的趋势,且丁腈橡胶组合密封增大更显著。研究结果为不同工作条件下密封件的选择提供了参考依据。     

高温高压热水循环泵密封系统

密封系统是泵类产品中非常重要的关键零部件,对高温高压热水循环泵目前应用的几种密封形式进行了综合介绍论述,主要密封形式为:浮动环填料的组合密封、波纹管机械密封、新型组合密封装置。通过各方面的对比分析,认为新型组合密封装置对于高温高压热水循环的使用条件具有显著的优势,在泵行业应进行普遍推广应用。     

单元组合型指尖密封的综合性能研究

为获得综合性能较优的指尖密封结构，提出基于单元组合形式的指尖密封综合性能寻优方法，以低迟滞和低刚度的单目标优化结果分别形成密封单元结构，并以此为基础进行单元组合，得到组合式的指尖密封装置。计算了两种组合方式的指尖密封的迟滞率和刚度，并与单目标优化结构密封的相关性能进行了比较，结果表明，组合式密封的综合性能较单目标优化密封结构理想，说明这种单元组合思路是获得指尖密封迟滞和接触性能均优的可行途径。     

一种新型组合轴端密封的设计及数值模拟

针对传统的迷宫密封作为气膜密封装置的轴端密封存在的问题,设计一种新型组合轴端密封结构。该组合轴端密封采用特殊结构产生泵送效果,实现了流体动压反输径向密封。采用该新型组合轴端密封的气膜密封,集径向、轴向2种流体动压反输性能于一体,在提高密封性能的同时,减少磨损,延长了密封装置寿命。采用Ansys软件建立组合轴端密封的三维流体模型并进行数值模拟,结果表明,组合轴端密封采用的特殊结构使流体随螺纹旋转产生横向推力,流体通过组合轴端密封结构后压力增大,产生了泵送效果,实现了径向密封。     

压缩机活塞杆磁性液体密封设计与试验研究

为探索往复密封的新方法,对2D25W-69、2.2～8.8压缩机活塞环进行往复密封研究.分析传统的往复密封方式和磁性液体往复密封的缺陷,提出组合往复密封结构的观点.针对2D25W-69、2.2～8.8压缩机活塞环工况条件,设计出三种磁性液体组合密封结构:三斜口填料-磁性液体组合密封结构,C形滑环-磁性液体组合密封结构和改进后的C形滑环-磁性液体组合密封结构.从理论上分析上述三种磁性液体组合密封结构的磁场分布和密封耐压能力.在试验方面,设计、安装了磁性液体往复密封试验台;在设计的往复密封试验台上,测试三种组合密封结构的密封性能.试验结果表明:改进后的C形滑环-磁性液体密封结构具有一定的实际价值.     

磁流体—离心密封的组合

旋转轴封是经常碰到的技术问题,随着生产和技术的进步,对轴封提出更高要求。采用多种密封的组合是解决复杂密封问题的途径之一。本文阐述磁流体——离心密封的组合形式。     

T形滑环组合密封圈密封性能研究

利用ANSYS建立T形滑环组合密封的二维轴对称有限元模型,将密封结构划分为4个密封区域,研究静、动密封状态下介质压力、密封间隙、摩擦因数和T形滑环斜边与垂直线之间的角度,对组合密封圈密封性能的影响。仿真结果表明,T形滑环组合密封可以满足研究的压力范围下的静、动密封要求。其最大Von Mises应力和最大接触应力随介质压力增大而增大,随密封间隙增大而减小;最大Von Mises应力和最大接触应力随滑环斜边与垂直线之间角度增大而增大,当角度为2.5°～7.5°时,组合密封可达到密封要求且滑环不易磨损;摩擦因数越小,组合密封动密封性能越好。     

锥形滑环组合密封有限元分析

采用ANSYS软件对锥形滑环组合密封进行有限元分析。分析了高压及超高压密封状态下动、静密封面的密封效果以及各密封部件的使用性能,解决了有限元分析过程中大应变问题和接触问题带来的收敛性差的技术难题和密封内压动态加载的技术难题。数值模拟结果表明,锥形滑环组合密封能够实现高压及超高压密封,且各密封部件工作状态良好。数值模拟工作为锥形滑环组合密封产品的开发提供了辅助。     

偏置状态对组合密封性能影响的研究

针对组合密封在偏置状态下密封性能的变化,利用ABAQUS有限元分析软件进行了仿真与研究。建立了不同偏置状态下旋转组合密封的有限元模型,并利用ABAQUS流体渗透功能对流体压力加载后组合密封的应力分布及接触压力曲线进行了对比分析,总结了不同偏置状态下密封性能的变化规律。基于仿真结果对组合密封使用与维护提出建议,为组合密封结构改进提供一定的参考。     

V型夹织物橡胶组合密封圈的研制

V形夹织物橡胶组合密封圈是属于新型唇形密封圈。本文主要介绍活塞密封腔体用V形组合圈的结构形式和特点、局部结构改进、工作原理、密封机理及模具结构。生产出的新型密封圈应用于往复运动的液压活塞密封，经过厂家试验和使用情况验证，其密封性能是可靠的、理想的。V形夹织物橡胶组合密封圈（GB10708．l一89标准）分为活塞密封腔体和活塞杆密封腔体用V形夹织物橡胶组合密封圈两种形式，是我国近几年来实行的新型唇形密封圈，它广泛地应用于往复运动的液压活塞或活塞杆上起密封作用。以实际生产的V160X135x4O规格为例，本文主要论述活塞密封腔体用V形交织物橡胶组会密封圈（以下简称“V形组合圈”）的研制。     

一种液压缸串联式组合密封及流场分析

针对液压缸传统的活塞密封,如接触密封、间隙密封存在的不足,将接触密封与间隙密封沿活塞轴向有机集成,提出一种新型串联式组合密封结构。建立该结构的数值分析模型,通过数值仿真获得流场压力分布、密封圈变形与内泄漏特性,以及结构参数对密封性能的影响规律。结果表明:在进出口压力相同的情况下,相比于接触密封,组合密封的内部结构中压力损失更大,密封圈受到的压力和冲击更小,有利于减少密封件变形;组合密封结构中端部的间隙密封对油液实施了阻滞,使中间的密封圈承受的油液冲击和压力变弱,因而密封圈变形更小;组合密封的多级密封结构能更好地屏蔽泄漏,提升密封性能;组合密封内泄漏受间隙密封长度、密封间隙和油液压力的影响,增大间隙密封长度、减小密封间隙和油液压力,可减少泄漏量。内泄漏物理实验进一步表明,该组合密封能有效减少内泄漏量,提高密封性能,且在密封圈出现损伤故障时,仍能在很大程度上抑制或减少内泄漏,提高密封效果与可靠性。     

直角形滑环组合密封的密封性能分析及安装工艺

介绍了直角形滑环组合密封的组成、结构材质、配合、压缩量的确定,阐述了其密封机理,分析了其密封结构的特点及使用范围,介绍了安装工艺过程.经生产实践证明,直角形滑环组合密封在高压高温下的密封效果优于其他组合密封装置.     

组合螺旋型槽干气密封密封性能的CFD仿真

设计一种由2个螺旋槽组合构成新型螺旋型槽干气密封结构,该组合螺旋型槽由沿外圈开设的大螺旋槽以及沿大螺旋槽根部开设的小螺旋槽组合而成。运用流体仿真软件Fluent对组合螺旋型槽干气密封的密封性能进行数值模拟,并与螺旋型槽干气密封进行比较。通过正交试验法对组合螺旋型槽干气密封的结构参数进行优化分析,获得了以开启力、泄漏量、扭矩为目标函数的组合螺旋型最优端面结构。结果表明,组合螺旋型槽干气密封在同等结构参数下的密封性能优于螺旋型槽干气密封,且压力、槽台宽比和槽深越大,组合螺旋型槽在减少泄漏量方面的优势更加明显;对于组合螺旋型槽干气密封,泄漏量、开启力、扭矩最优对应的端面结构参数组合不同,在干气密封设计时,应根据设计目标需要,选择合适的端面结构参数组合。     

组合密封在活塞密封中的应用

针对某装置的活塞和缸体间存在着摩擦而易使密封失效的问题,介绍了几种常用于动密封的密封机理与密封结构形式,采用组合密封结构密封性能良好。组合密封结构中的导向环起定位和导向作用,挡圈起支承和定位作用,弹性橡胶圈提供预紧力并补偿密封环的磨损,密封环与油缸内孔形成配合而对偶面产生密封效果,因此组合密封结构能够满足使用要求。     

具有补偿作用的组合密封

研制生产长寿命、可靠性高的组合密封是液压系统密封的发展方向,本文分析了具有补偿作用的OY 型、OV 型组合密封的补偿原理和结构特点,介绍了它们的设计方法与实际使用要求。     

一种新型罗茨鼓风机轴封的研制

本文介绍了一种新型罗茨鼓风机的主轴组合密封，即非接触式螺旋密封组合流体动力润滑型机械密封。该密封在结构和设计上有所创新。给出了试验结果并作了讨论，试验结果表明密封效果良好，适用于各种工况的罗茨鼓风机密封。