Analysis on Static Pressure Bearing Seal Characteristics of Guide Sleeve of Electro-hydraulic Servo Cylinder

As a typical bionic walking robot, hydraulic quadruped robot has attracted much attention because of its high mobility, strong load capacity and steady motion. The electro-hydraulic servo cylinder, as its power actuator, requires low friction, good lateral load resistance and high speed motion. The electro-hydraulic servo cylinder hydrostatic bearing seal guide sleeve is taken as the research object in this paper. By using Fluent software to analyze and contrast the film characteristics of rectangular and I-shaped oil chamber of hydrostatic bearing seal guide sleeve, the relationship between piston rod moving speed, eccentricity, oil film carrying capacity, friction force and leakage volume, as well as the relationship between oil feed flow and oil film bearing capacity, friction force, inlet pressure and leakage volume were analyzed. This study provides a theoretical basis for optimizing the static pressure bearing seal parameters.

基于似然函数筛选法的旋转轴唇形密封可靠性关键设计因素研究

基于油封的有限元和数值计算模型,分析油封的设计参数对其静态和动态密封可靠性的影响规律。将油封的初始安装过盈量、油侧唇角、空气侧唇角、腰厚、腰长、理论接触宽度、卡紧弹簧的弹性模量、油封主体橡胶的硬度8个设计参数的标准化数据作为输入向量,将油封唇口最大接触压力、泵吸率和摩擦扭矩的标准化数据作为输出向量,建立响应面模型,以输出向量方差得到各设计因素的似然函数值作为评判指标,确定各设计参数对油封密封可靠性的影响程度。结果表明:橡胶硬度、理论接触宽度、弹簧弹性模量、过盈量、腰长对油封动态密封可靠性的影响较显著,油封唇口最大接触压力对弹簧弹性模量、理论接触宽度、橡胶硬度、腰厚、油侧唇角较敏感。综合考虑旋转轴唇形油封的静态和动态可靠性,得到影响其可靠性的关键设计因素为理论接触宽度、弹簧弹性模量和橡胶硬度。

光滑环形液体密封流态演变规律及静态稳定性研究

光滑环形密封静态刚度系数直接影响转子系统稳定性。为探究影响光滑环形液体密封的静态失稳机制及影响因素,应用计算流体力学方法建立光滑环形液体密封模型,研究密封在不同流动状态(层流、过渡流和湍流)、偏心率、进出口压力和转速下流动特性。结果表明:黏性效应是导致层流到过渡流状态下直接静态刚度先减后增主要原因;在过渡流和湍流中,黏性和惯性效应会使高偏心率下密封产生的气流力和刚度系数均为负值;随雷诺数增加,密封静态稳定性降低。

结构和材料参数对旋转轴唇形密封可靠性影响

基于流量因子统计学方法建立油封密封区域的混合润滑数值模型,利用有限元软件进行求解,分析结构和材料参数对油封密封可靠性的影响规律。结果表明:在研究的参数范围内,静态密封可靠性随腰厚、腰长、空气侧唇角、弹簧的弹性模量、橡胶硬度的增加而提高,随过盈量、油侧角和理论接触宽度的增大而减小;当过盈量为0.4~0.55 mmm、理论接触宽度为0.3~0.6 mm、油侧角为35°~50°、空气侧唇角为15°~30°、腰厚为1.0~1.3 mm、腰长为0.9~1.2 mm、弹簧模量为1 175~1 250 MPa,橡胶硬度为70HA~85HA时有利于油封可靠性的提高,且在此取值范围内,动态密封可靠性随过盈量、油侧唇角、橡胶材料硬度、腰厚和理论接触宽度的增加而增大,随弹簧弹性模量、腰长、空气侧唇角的增大而减小。

内部气氛含量分析环境下本底材料放气率研究

气密封装器件的内部气氛含量分析中,设备本底材料放气率是影响分析准确性的重要因素。采用静态升压法,对5种真空设备主要材料在3种典型温度和抽气时间下的放气率进行了深入研究。研究表明,相同条件下304不锈钢、430不锈钢和钛材料的放气率均低于碳素钢和高纯铝,且同种材料在高温环境下的放气率随测试时间增加而增大。最后,基于材料成型等因素,建议选用304不锈钢和430不锈钢作为内部气氛含量分析的腔体环境使用材料,并给出了有效降低本底放气率的措施。

考虑温度影响的非对称蓄能弹簧密封圈密封性能研究

针对一类非对称蓄能弹簧密封圈,利用有限元方法分析不同温度下密封圈圈长、内外唇长差值和竖向间隙对密封性能的影响,并结合正交试验法对密封圈结构进行优化设计。研究结果表明:随着温度的升高,线接触压力和有效密封长度逐渐增加,峰值接触压力逐渐降低;随着圈长的增加,线接触压力单调增加,有效密封长度单调减小,而峰值接触压力表现出先增加后减小的非线性变化趋势;随着内外唇长差值的增加,线接触压力、有效密封长度和峰值接触压力均存在极值点;在给定温度下,主要设计参数对线接触压力和有效密封长度的影响程度依次为密封圈圈长、内外唇长差值和竖向间隙,对峰值接触压力的影响最为显著的设计参数是内外唇长差值,其次是竖向间隙。

变倾斜度槽浮环密封性能CFD数值模拟

为进一步提高浮环气膜密封的密封性能,提出一种变倾斜度槽浮环气膜密封槽结构。选取发散型非定深槽、定深槽和收敛型非定深槽3种槽型作为研究对象,利用FLUENT软件对气膜模型进行流场动压力数值模拟,对比分析微尺度间隙中不同工况参数对浮环气膜密封性能的影响。结果表明:介质气体被泵吸入微槽内,在间隙最小处和螺旋槽根底部处产生了明显的局部高压区;3种槽型结构中,收敛型非定深槽的密封性能最好,其浮升力最大,对泄漏的控制表现更为突出;3种槽型结构的气膜浮升力和泄漏量都随转速、压力和偏心率的增加而增大。

基于试验设计方法的液相孔型-迷宫密封几何参数敏感性分析

为了评估新型液相孔型-迷宫密封在转子偏心下的泄漏特性,提高其运行稳定性,提出了中心组合设计的试验设计方法。对新型液相密封中影响泄漏特性和静态转子动力特性的关键几何参数(迷宫腔室深度、宽度、孔深和孔径)进行敏感性分析;采用基于动网格技术和稳态RANS方程的数值计算方法求解25种几何参数组合的新型液相密封在2种偏心率(0.1、0.2)下的泄漏量、静态气流激振力和静态刚度系数;分别以泄漏量、静态气流激振力和静态刚度系数为响应,以4个几何参数为变量获得主效应图。结果表明:偏心率对泄漏量的大小以及其几何参数敏感性影响很小,当腔室深度、宽度、孔深和孔径分别在40%、24%、56%、44%水平时,泄漏量最小;在转子偏心下,切向力随着迷宫腔室深度与宽度的增加而单调递减,随着孔深与孔径的增加先增加后减小;径向力随着腔室深度的增加而增加,随着腔室宽度的增加先减小后增加;当偏心率增加到0.2时能找到使静态直接刚度最大的几何参数组合,此时腔室深度、宽度、孔深和孔径分别在24%、48%、40%和64%水平。在转子偏心与不偏心工况下,腔室深度与宽度的增加均会造成静态交叉刚度的单调递减;转子偏心时静态交叉刚度随着孔深与孔径的增加先增加后减小。该研究结果可为液相孔型-迷宫密封的性能分析和结构设计提供参考。

液压支架立柱导向套结构研究

立柱支撑功能失效是造成液压支架高度方向动作无法完成的根本原因,立柱导向套静密封漏液是导致立柱功能失效的主要原因。通过对立柱装配过程中静密封漏液的原因分析,调整导向套上联接螺纹和静密封位置并进行结构优化,有效解决了导向套装配过程对静密封的影响,保证了立柱装配质量,降低了在使用过程的漏液风险。

化工设备动静密封方法的改进与应用探讨

旨在深入分析当前化工设备中动静密封方法的现状,并提出一系列创新性和改进性的方法,以提高密封性能并降低泄漏风险。同时,还对这些改进方法在实际应用中的可行性和效果进行了探讨。通过系统性的研究,为化工设备密封技术的发展和应用提供全新的思路和方法。通过对密封技术的深入研究,试图为行业提供可操作的解决方案,推动密封技术在化工设备中的进步,提升设备运行的稳定性和安全性。

二次滤网主轴包静密封失效分析及设计改进

为了解决某核电机组二次滤网主轴包静密封漏水故障,采用性能测试、力学及有限元分析方法寻找二次滤网主轴包静密封失效原因。研究结果表明,主轴包静密封失效的根本原因是该处密封设计不合理,使得该密封圈运行时承受周期性外力作用,导致密封圈的疲劳老化,最终造成静密封失效。对此,提出了针对性的设计改进,提高了二次滤网主轴包静密封的密封可靠性。

多功能泵保护阀旁路设计

离心泵的最小流量控制通常使用手动阀门操作控制或限流孔板控制,手动操作控制流量误差大,而且耗时费力;限流孔板控制流量不能实现关断,造成资源浪费;设计成自动调节控制,需要增加一套自动控制回路和调节阀,造价成本较高。然而,集四种功能于一体的多功能泵保护阀,不仅克服了前三种控制方式的不足,而且兼顾了止回阀和流量调节的功能。本文详细介绍了多功能泵保护阀在各种工况下的良性运行,以及它的使用方法、工作原理、使用功能、汽蚀的产生和消除。通过流体仿真分析、重难点计算和静密封试验,充分验证了用多功能泵保护阀替代离心泵最小流量控制的可行性和可靠性。

基于锡合金的水下机器人密封自修复系统设计

目的 解决水下机器人推进器密封系统在驱动电机轴高速旋转和高水压情况下,密封件易磨损失效导致发生漏水故障的问题。方法 利用余度设计思想,在原有密封结构的基础上,设计一种基于锡合金的水下机器人密封自修复系统,当原有密封结构失效漏水,密封自修复系统便控制限位锡合金块加热至融化,使锡合金块的限位作用消失,进而释放冗余密封圈,并通过拉簧的作用将冗余密封圈推至密封槽内,从而恢复推进器的密封功能。为验证设计的可靠性,又通过有限元软件ANSYS对密封自修复结构中影响密封性能的关键部件进行静力学分析。结果 关键部件的强度仿真结果均满足设计要求,在密封自修复实验装置箱体内注适量水,并施加2MPa的水压保持一段时间,密封自修复系统成功启动,且其密封性能传感器未检测到其漏水。结论 密封自修复系统可在漏水的情况下顺利启动,并起到密封的作用,验证了设计的可行性。

汽车密封性能与整车集成性能的关系研究

汽车密封性能是考察汽车整车在动态和静态两种状态下,防御外部环境污染物入侵的一项重要指标。其性能不仅包括整车内外泄漏路径上的密封性,还包括发动机舱和底盘各子系统的密封性能。国内外的各汽车研发机构研究提高汽车整车密封性能,逐渐成为定义汽车整体性能的一项重要指标,也是汽车工业领域研究的趋势。文中通过对汽车密封性能与整车集成性能的关系研究,对提高整车集成性能,尤其对NVH(Noise、Vibration、Harshness,噪声、振动与声振粗糙度)改善方面起到重要作用,对提高汽车的驾驶舒适度有很大的帮助。

高温高压球阀组合结构密封性能研究

以高温高压球阀为研究对象,通过对密封必需比压和弹簧预紧力进行理论计算,建立组合密封结构和阀座与球体接触的有限元模型,并对球阀在不同介质压力下的阀座密封面的密封特性和接触疲劳寿命进行了分析。结果表明,随着内部介质压力的增大,球阀球体与阀座上的等效应力和密封比压呈现上升趋势,最大密封比压出现的位置在密封面与球体接触的外圈边缘处。通过接触疲劳寿命分析得到结果显示,密封面与球体接触的外圈边缘处接触疲劳损伤达到最大,接触疲劳寿命最小,与最大密封比压分布位置相同,这也说明在长期工作情况下,该位置属于薄弱区域,在设计、加工和维护过程中应加以关注。

基于平动轴承原理的机匣类部件静/压力试验活动密封技术研究

本文通过分析现阶段普遍采用的机匣类部件静/压力试验密封方案的缺陷,提出了基于平动轴承原理的活动密封技术,并通过试验验证,得出了基于平动轴承原理的活动密封技术在机匣类部件静/压力试验中应用可行、方便、可靠的结论。在试验验证中,活动密封装置均一次安装即保证了密封质量,充分说明该装置密封良好,安装简易可靠;设计的可重复使用的平动轴承通用件可大大提高试验转接段的利用率,节约试验成本,减少设计及装配工作量。

立方大腔体静高压装置中叶腊石的传压及密封性能研究

本文基于高压研究及超硬材料生产所用的静高压立方大腔体(六面顶)压机的需要,制备了源于南非叶腊石矿的两种(A和B)叶腊石粉压块,并与同工艺国产(北京门头沟)黄色叶腊石粉压块进行比较,以此建立评估叶腊石传压及密封性能的实验方法与物理判据.采用Bi,Tl,Ba等标压物质原位标定了以上3种叶腊石压腔中心位置及密封边处的压力;同时,采用银熔点法分别获得了3种叶腊石作传压密封材料时高温下腔体压力与系统加载的对应关系.结果表明,在相同加载油压下南非叶腊石B粉压块和国内叶腊石粉压块中心位置的压力差值不超过0.1 GPa,在升压和降压过程中叶腊石块中心位置与密封边位置的压力差值也更为相近.相比于南非叶蜡石A粉压块,B粉压块在高温传压和密封性能上更接近国产叶腊石粉压块.

自紧式V形金属密封特性及悬臂结构影响

自紧式V形金属密封在液体火箭发动机中有广泛应用,然而不同使用环境下的结构形式、几何参数、材料选用等变化繁多。基于工况和空间约束设计了一种V形金属密封结构,并基于ABAQUS平台,建立V形金属密封装配-承压-卸载-拆卸全工作过程有限元模型,研究工作全过程的密封特性和可控几何参数影响。结果表明:密封唇高温承压后屈服变形并持续增加属塑性变形,密封悬臂处塑性变形先增加后保持不变,具备良好自紧特性,拆卸分离后密封唇处无明显局部压痕、密封件回弹率为88.4%,可保证密封性能和重复使用性;回弹率随两悬臂间内张角α和悬臂内外侧张角β增加而增加,β对接触压强和回弹率影响大于α;通过几何参数优化,可进一步提高回弹率。

粗糙表面间密封性能研究进展

在微观尺度下的静密封界面表面形貌是粗糙不平的,两粗糙表面上的微凸体在载荷作用下会接触形成孔隙;随着接触压力的减小或观察尺度的增加,当孔隙增加到一定数量时孔隙之间会相互连通形成泄漏通道,影响密封性能。现有的粗糙表面密封分析基于均化思想、逾渗理论和多孔介质思想等方法建立泄漏通道模型,考虑表面粗糙度、表面纹理以及表面载荷等对密封性能的影响。对现有的粗糙表面间密封性能的研究现状进行综述,分析现有的粗糙表面密封研究方法存在的不足之处,指出粗糙表面间密封研究可能的方向,为进一步研究粗糙表面密封机制提供了参考。

大环径比O形复合金属密封件制备工艺及静力学性能研究

针对工业领域中对于大口径耐高温的金属密封件的迫切需求,开发一种将勾连交叉缠绕而成的螺旋网状金属橡胶嵌入有一定开口槽的不锈钢细环中的大环径比O形复合金属密封件,探究大环径比O形复合金属密封件的制备工艺,包含金属橡胶弹性内芯以及不锈钢包覆层两部分的制备工艺。研究4种不同孔隙度的金属橡胶密封件在准静态常温下的力学性能,分析载荷、孔隙度对金属橡胶密封件力学性能的影响。研究结果表明,复合金属橡胶密封件在高承载下具有良好的密封特性,当载荷增大后,密封件的力学性能更加趋于稳定;且随着孔隙度的减小,承载能力越来越大。基于静力学性能试验,建立含有不锈钢包覆的金属橡胶密封件的多项式拟合函数,发现六阶多项式能够较好地对试验数据进行拟合,由此可计算分析金属橡胶密封件的静刚度与位移之间的变化规律,从而可以在工程上得到更好的应用。