基于虚拟制备的大环径比O形金属橡胶密封件结构性能研究

金属橡胶密封件(MRS)作为一种新型轻质弹性金属结构，可以替代传统聚合物材料密封件在极端环境中使用。但由于MRS结构的复杂与制备工艺的繁琐，MRS结构特性与力学性能无法精确设计而影响了工程应用。针对这一不足，基于计算机仿真技术，对大环径比O形MRS的制备工艺流程进行数值模拟，采用虚拟制备构建可以真实反映MRS宏观力学性能及微观复杂结构的模型，并依据实际工况对MRS不同压缩工况下的模型进行静力学仿真分析，分析压缩率对于密封系统摩擦界面的接触特性及其结构响应的影响，结果表明其接触特性受到压缩工况及包覆层塑性失效的共同作用。以静力学仿真输出的细观接触应力为参量，结合间隙流动模型，对密封件泄漏率进行仿真和计算，分析其泄漏率的影响因素，结果表明在密封件不发生塑性失效的前提下，较大的压缩率可以减少泄漏。研究结果对新型宽温域密封件的参数设计、性能研究与推广应用有一定的指导意义。     

盆形金属橡胶三向准静态试验研究

为满足金属橡胶三向减振需求,引入空间构型设计并制备了一种盆形金属橡胶。对其进行轴、径向准静态压缩试验,采用控制变量法研究了相对密度、成形角度、金属丝丝径等制备工艺参数及压缩量对盆形金属橡胶静态力学性能的影响,采用正交试验法揭示了三种制备工艺参数对盆形金属橡胶轴、径向静态力学性能的影响程度。结果表明,影响试件轴向静态力学性能先后顺序为成形角度、相对密度、丝径;影响试件径向静态力学性能先后顺序为相对密度、丝径、成形角度。     

金属O形环力学性能仿真分析与试验验证

金属O形环的力学性能对于密封系统的强度设计、密封性、可靠性等有着直接影响。为研究金属O形环的力学性能,以核反应堆压力容器用金属O形环为研究对象,考虑密封环的复合结构、材料弹塑性特征和工况条件,采用有限元方法建立O形环力学性能仿真模型,分析密封环的压缩回弹特性、应力应变特征、接触特性以及银层的作用,并进行相关试验验证。结果表明:该有限元模型计算结果与试验结果具有良好的一致性;压缩率过大或过小都将导致其密封性能下降;整个压缩回弹过程可分为弹性变形、塑性变形、法兰接触及回弹4个阶段,O形环的回弹补偿性能由其压缩率决定;镀银层对于O形环接触压力分布起到了均化作用,而对总体的压缩回弹特性影响不大。     

国家自然科学基金重点资助项目成果简介金属橡胶——普通橡胶的最佳替代品

金属橡胶是一种新型的弹性多孔材料,由金属丝经特殊制备工艺加工而成,利用金属橡胶的弹性和多孔性制备的隔振器、密封件及节流元件,特别适合于高温、低温、高真空、腐蚀性介质等非常态工况下的需求,是特种工况下普通橡胶的最佳替代品。本项目对金属橡胶的基础理论、制备工艺、专用设备及试验方法等进行了深入研究。主要成果如下。     

大直径小截面金属橡胶密封环制备方法的研究

以前期研究成果为基础，结合航空发动机燃烧室高温密封的具体需求，对大直径小截面金属橡胶密封环的制备方法进行了深入的研究。开发研制的无限长螺旋卷成型机，解决了大直径金属橡胶密封环弹性元件金属丝接头过多，易造成空间污染的技术难题；特殊的制备方法保证了小截面金属橡胶密封件螺旋卷间的牢固嵌合；外壳成型技术的改进和完善，使金属橡胶密封件具有良好的尺寸稳定性。     

氟塑料包覆橡胶O形圈的应用技术进展

氟塑料包覆橡胶O形圈以其独特的优势,可用于橡胶O形圈无法适应的某些化学介质等特殊工作环境中。本文介绍了氟塑料包覆橡胶O形圈的分类及结构特点,从氟塑料包覆层材料选用、包覆层厚度、橡胶O形圈质量等方面提出了氟塑料包覆橡胶O形圈的质量要素控制及方法,推动氟塑料包覆橡胶O形圈产品质量提升。     

金属橡胶的研究进展及其应用

作为一种新型的弹性多孔材料，金属橡胶为航空航天、空间技术等领域的发展提供了有力的技术支持，其制备工艺、力学性能、本构关系是金属橡胶研究的基础和关键。本文从制备工艺、隔振、密封、过滤、吸声降噪等方面阐述了金属橡胶的理论进展以及工程应用，简要地对金属橡胶的发展趋势进行了展望，拓宽了有待进一步研究的领域。     

圆条橡胶粘合法制作O形圈

耐油橡胶密封件O形圈品种繁多,用途甚广。其中某些品种用量并不多,因此,采用一般的模具制作便显得造价昂贵。例如,定制10个外径φ150毫米、截面直径φ5.7毫米的O形圈就需300元,而外径φ200毫米的则需400元等等。为此,我厂经过多次试验,采用圆条橡胶粘合法自制O形圈,所制O形圈质量完全符合要求,现介绍如下: 1.粘接方法将所需规格的硅橡胶圆条按所需长度(长度=O形圈中径展开长 2个线径长)把两端     

金属橡胶调压阀流阻性能试验研究

介绍了一种基于弹性多孔状金属橡胶材料的新型调压阀,并对金属橡胶调压阀进行了流阻特性及稳流试验。试验研究表明:流量、丝径相同时,孔隙度越小,金属橡胶元件产生的流阻越大,能调节的压力范围(ΔP=P2-P1)也越大;流量与孔隙度相同时,丝径越小,金属橡胶元件产生的流阻越大,能调节的压力范围(ΔP=P2-P1)也越大。同时,金属橡胶调压元件具有抑制流体振荡的作用,使流体流动更加平稳。     

液压气动用O形橡胶密封圈尺寸系列及公差(一)国标介绍(1)

一、标准使用范围O形橡胶密封圈是一种简单、可靠的橡胶密封件,GB3452·1-82《液压气动用O形橡胶密封圈尺寸系列及公差(一)》所提供的密封圈适用于液压气动系统及元件。密封型式为径向密封(包括动密封和静密封),轴向密封。本标准规定了O形圈的内径、截面直径、公差和规格标记。其公差适合于硬度     

硅橡胶与金属黏附效应的产生与影响分析

为探讨橡胶密封件与金属法兰之间的黏附效应产生的原因及黏附效应对密封的影响,根据硅橡胶密封结构的使用特点,设计硅橡胶密封圈与金属法兰在不同温度、不同时间下的黏附实验.通过硅橡胶密封圈与防锈铝合金和2种不锈钢材料的对比实验发现,硅橡胶密封圈与不锈钢金属法兰易发生黏附,与防锈铝合金金属法兰不易发生黏附.通过对金属法兰表面接触...     

参数化机械密封中静环摩擦副相容性设计方法*

高温、高压、高速等极端工况对机械密封的设计提出了更高的要求,在对高参数机械密封结构、使用工况及受损件分析的基础之上提出静环摩擦副的相容性设计方法。该方法的核心是在设计过程中考虑机械密封静环摩擦副石墨和不锈钢的相容性问题,相容性的判断依据是石墨环所受热应力是否超过其机械强度许用值。建立静环摩擦副的有限元仿真模型,通过实例对静环摩擦副的相容性问题进行了说明。研究结果表明：通过相容性设计可以调整机械密封静环摩擦副石墨环所受的热应力,减少高参数工况下机械密封失效问题的发生。     

大尺寸O形丁腈橡胶圈动密封性能测试分析

为研究大尺寸O形橡胶密封圈端面动密封性能,研制适应于大尺寸O形橡胶圈的动密封性能测试平台,测试水介质条件下绝对压力在15～600 kPa范围内O形橡胶密封圈端面动密封性能.基于正交试验设计,研究不同介质压力、压缩量(0.75～1.25 mm)和转速(5～50 r/min)下内径600 mm(截面直径10 mm)的丁腈橡...     

大型水泵导轴承梳齿迷宫密封研究

推导了大型水泵油润滑导轴承梳齿迷宫密封泄漏量计算公式。通过实例计算了梳齿迷宫密封的泄漏量及各密封段的压降,分析了各段对密封效果的影响。比较了梳齿迷宫密封与端面密封的密封效果,分析了油润滑导轴承浸水的可能原因,指出了梳齿迷宫密封的适用性。结果表明:在水泵导轴承梳齿迷宫密封中O形密封圈的磨损量对泄漏量影响很大,O形密封圈必须选用耐磨性能好的材料,并控制泵轴摆度以减小O形密封圈的磨损量;在正常运行情况下梳齿迷宫密封的泄漏量远大于端面密封,因此要保证足够的排漏水能力,以免因排漏水不畅造成导轴承浸水。     

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。     

基于ANSYS的O形圈活动量对密封性能影响探究

以某飞机某部位作动筒渗漏和密封圈扭转断裂的故障为切入点,利用有限元分析软件ANSYS建立O形橡胶密封圈(简称O形圈)的二维轴对称模型,对装配阶段和静压阶段下不同配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度、圆柱度和偏载对密封性能的影响进行分析。结果表明：在一定范围内,配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度对密封性能影响较大,而圆柱度和偏载对密封性能影响较小;在允许的范围内,较小的配合间隙、合适的沟槽深度和宽度能够得到优异的密封性能。该作动筒的O形圈发生渗漏和扭转断裂的原因为密封槽宽度偏大,综合考虑,对密封槽宽度进行改进能够有效提升O形圈的密封性能。     

机械密封静环的动力学设计

通过建立机械密封静环系统的动力学方程以及机械密封动特性参数的分析,结合某典型的八字形螺旋槽式液体机械密封的动特性参数计算结果,给出了机械密封静环系统的稳定性分析。     

新型双向密封件的接触变形及应力分析

利用大型非线性有限元分析软件ABAQUS,建立X型和V型组合式密封件的轴对称有限元模型,分析其在沟槽内受压缩的几何变形与接触应力分布规律,比较了该类型组合式密封件与工程上常用的滑环式组合密封圈的应力分布情况。结果表明:新型组合式密封圈低压时也能很好地密封,而且密封件整体宽度大,可以承受更大的径向载荷。滑环式组合密封圈摩擦阻力小,耐磨性良好,其结构可以承受较高的油压,适合于动、静密封。新型组合密封圈的单位面积上摩擦功耗小,适用于旋转密封或摆动密封。     

罩式退火炉空心密封圈的结构-热耦合有限元分析

建立了罩式退火炉空心橡胶密封圈的二维简化有限元模型;采用非线性有限元方法计算了不同规格的空心密封圈在相同工作条件下的变形及应力,并分析了热应力、密封圈的空心直径尺寸和橡胶材料的弹性模量对密封圈寿命的影响。结果表明,密封圈的空心直径越大,制成密封圈橡胶材料的弹性模量越小,密封圈的寿命越长。