变间隙密封液压缸活塞唇边变形量数学模型研究

通过对液压缸活塞唇边构建端面受压力的悬臂梁物理模型,应用纵横弯曲理论分别推导出无槽和带槽唇边活塞的唇边变形量数学模型,并通过实例计算2种活塞的唇边径向变形量;利用有限元分析软件仿真分析2种活塞在不工作压力下的唇边变形规律,同时搭建液压缸测试系统平台测量采用2种活塞的液压缸在不同工作压力下的内泄漏量。研究结果表明:无槽唇边活塞的唇边变形近似呈喇叭形,最大变形量出现在唇边端部处,带槽唇边活塞的变形近似呈腰鼓形,最大变形量出现在均压槽处且靠近唇边端部的一侧;在相同工作压力下,带槽唇边活塞较无槽唇边活塞的变形量更大,密封性能更好。仿真分析结果和实验结果均验证了所建数学模型的正确性。

液压缸活塞变间隙密封结构形状研究

变间隙密封液压缸的核心部位是活塞唇边,间隙的变化主要体现在活塞唇边变形上。应用弹性力学中悬臂梁结构的应力函数解对唇边变形进行理论分析,推导出了唇边变形公式。利用有限元软件仿真模拟不同的唇边结构在不同压力工况下的变形情况,找到了变间隙密封活塞唇边变形特点和影响因素。比较了实验测试变间隙密封液压缸内泄漏量与理论变形曲线计算的泄漏量,结果显示两者误差在允许范围内,证实了仿真的正确性。