旋转轴唇形密封的可持续设计研究

调研和确定旋转轴唇形密封的可持续标准,根据旋转轴唇形密封的具体结构和生产工艺,基于全生命周期评估(LCA)方法,通过定量和定性相结合的方法,计算和分析旋转轴唇形密封生命周期各阶段的能耗、碳排放、单位生产时间、成本等环境、社会和经济可持续指标,确定旋转轴唇形密封可持续改进策略:环境可持续侧重于使用阶段的能耗降低,社会可持续关注生产工艺创新,经济可持续聚焦于延寿设计。从延长使用寿命和优化运行时的摩擦状态2个方面,实施旋转轴唇形密封的可持续改进设计,分析宏观截面形状和尺寸、唇部的微观相貌、唇部材料对旋转轴唇形密封可持续性能的影响。结果表明:薄唇、微观织构和耐磨材料对降低旋转轴唇形密封的能耗和碳排放都具有积极作用,研究结果对提高旋转轴唇形密封的可持续性具有重要意义。

旋转轴唇形密封圈的选型及安装

对旋转轴唇形密封圈失效形式进行了研究,分析了旋转轴唇形密封圈失效的原因,多数是由于选型不当和安装不规范导致损坏。旋转轴唇形密封圈合理的选型及正确的安装可以有效提高其使用寿命。

旋转轴唇形密封圈的有限元分析与仿真

利用橡胶类材料单轴拉伸所得到的应力应变曲线,通过数据拟合确定了Mooney-Rivilin模型的材料参数。建立了旋转轴唇形密封圈的有限元计算模型,模拟了弹簧圈预紧、过盈配合以及在不同的介质压力对旋转轴唇形密封圈密封性能的影响,得到了橡胶密封圈的范.米塞斯应力的分布规律以及唇口处接触应力的分布曲线。研究结果表明:随着介质压力的增加,唇口处范.米塞斯应力随之增加。唇口处接触应力的分布近似为二次抛物线,接触应力的最大值出现唇口尖端处。随着介质压力的增加,唇口处接触应力的应力峰值和接触宽度明显增加,且峰值均大于介质压力,满足旋转轴唇形密封圈的密封条件。

基于正交试验的旋转轴唇形密封可靠性影响因素研究

为探讨多因素相互作用对油封可靠性的影响,以某减速器中输入轴与轴承端盖间的油封为研究对象,基于有限元软件获得不同结构参数时油封的静态压力分布曲线和影响系数矩阵,并将分析结果集成到油封的混合数值计算模型,分析并计算油侧唇角、空气侧唇角、理论接触宽度、过盈量、弹簧劲度系数、腰厚、腰长7个结构参数对油封泵送率和摩擦扭矩值的影响;将油封的7个结构参数作为变量因素,以油封泵送率和摩擦扭矩作为响应目标进行正交试验,研究各结构参数对油封密封可靠性的灵敏性。结果表明:各因素对油封泵送率敏感性影响程度由大到小依次为油侧唇角、理论接触宽度、空气侧唇角、腰厚、过盈量、腰长、弹簧劲度系数,各因素对摩擦扭矩的敏感性影响程度由大到小依次为油侧唇角、理论接触宽度、腰厚、弹簧劲度系数、过盈量、空气侧唇角、腰长,表明油侧唇角和理论接触宽度是影响油封可靠性的最主要因素。确定油封参数的最优组合,油封优化后的摩擦扭矩比优化前的更低,因而能够减少油封工作时的摩擦生热量,从而延长油封的使用寿命。

表面纹理对旋转轴唇形密封性能的影响

在唇形密封圈唇端两侧设置整齐排列的圆形、正方形和等边三角形3种凹坑纹理形式,建立具有表面纹理的旋转轴唇形密封圈的有限元模型,并分析获得密封面静态接触压力和变形系数矩阵;建立综合考虑混合润滑和空化及表面纹理形状影响、耦合流体场和弹性变形场的唇形密封圈接触区域密封数值计算模型,并建立集有限元分析与数值计算于一体的唇形密封圈接触区域泵吸率计算流程。计算结果表明:表面纹理结构使得密封唇与轴的接触压力相对下降,且有效地增大唇形密封圈的膜厚并改善泵吸效果;相较于圆形和正方形纹理,三角形纹理对唇形密封圈的改善效果最佳。但表面纹理结构在改善密封区域润滑状态的同时,也造成密封动态压力的波动,且三角形纹理的影响更显著。

基于广义轴对称模型的橡胶旋转轴唇形密封圈磨损研究

建立橡胶旋转轴唇形密封圈的广义轴对称模型,并基于Abaqus/Python二次开发与Abaqus/ALE自适应网格技术提出一种密封圈磨损有限元仿真方法,通过与实验结果对比,验证了方法的有效性。相比于三维磨损模型,该方法能够在保证计算精度的同时显著提高计算效率。基于该方法研究不同工况参数对密封圈磨损的影响。结果表明:磨损初期主唇口的空气侧磨损程度较油侧更严重,后期主唇口油侧磨损程度逐渐超过空气侧;转速对磨损的影响较小,且在相同磨损时间不同转速下的主唇口轮廓线大致平行;装配过盈量对磨损影响较大,但在相同磨损时间不同过盈量下的主唇口轮廓线大致平行;弹簧箍紧力对磨损的影响较大,相同磨损时间情况下,弹簧箍紧力越大则主唇口油侧磨损越严重。

旋转轴唇形密封圈研究浅探

介绍了旋转轴唇形密封圈的国内外发展现状,影响旋转轴密封圈工作性能的因素。

浅议旋转轴唇形密封圈的安装设计

旋转轴唇形密封圈作为一种橡胶密封制品,已广泛应用于工程机械中。本文结合密封圈的密封机理,从旋转轴唇形密封圈的结构及特点、安装工具、安装注意事项等方面进行了设计,同时对密封圈配合轴与孔口的配合尺寸进行了简要的说明,保证了其安装的质量,也提高了密封圈的密封性能和使用寿命。

汽车用旋转轴唇形橡胶密封圈的技术概况

概述汽车用旋转轴唇形橡胶密封圈(简称油封)的分类、密封机理、结构设计及其参数选择、发展动向等。油封的种类繁多,结构形式包括内包骨架油封(B型)、外露骨架油封(W型)、装配式油封(Z型)、有副唇内包骨架油封(FB型)、有副唇外露骨架油封(FW型)、有副唇装配式油封(FZ型)以及流体动力型油封;油封的密封机理包括边界润滑理论和表面张力密封理论;油封的内外径过盈量、径向力、随动性、唇口接触宽度等结构设计参数影响其使用性能;轴的表面粗糙度、加工方法以及材质和硬度对油封的密封性能和使用寿命影响很大。油封的计算机辅助设计和辅助制造以及自动测试技术研究将进一步开展,新型橡胶材料在油封胶料中的应用发展将加快。

旋转轴唇形密封圈渗漏油的原因及预防

旋转轴唇形密封圈俗称油封,内包骨架B型和带副唇内包骨架FB型最常用。

旋转轴唇型密封圈的寿命预测研究

提出基于ABAQUS软件和疲劳分析软件FE-SAFE预测旋转轴唇形密封圈寿命的方法。以某型号减速器中的输入轴与轴承端盖间的旋转轴唇形密封圈为研究对象,通过构建预紧状态下旋转轴唇形密封圈的有限元模型,获得旋转轴唇形密封圈的过盈量和理论接触宽度与唇口最大接触压力之间的关系曲线;根据ABAQUS获得的应力,并结合材料应力-循环次数曲线,应用疲劳分析软件FE-SAFE,预测不同过盈量和理论接触宽度对旋转轴唇型密封圈循环寿命的影响,并验证预测方法的有效性。结果表明:旋转轴唇型密封圈的循环寿命随过盈量的增大而减小,随理论接触宽度的增大而增加;综合考虑油封的密封能力与循环寿命,当过盈量在0.35~0.45 mm之间、理论接触宽度在0.3~0.5 mm之间取值时,该旋转轴唇型密封圈的循环寿命较高。

旋转轴唇形橡胶密封圈(骨架油封)的质量控制和性能试验

介绍了骨架油封质量控制的基本方法,论述了采用YESY100A型六工位旋转轴唇形密封圈(下述称油封)模拟台架试验台,按标准规定的技术要求或产品的使用工况对油封进行的性能试验,检验了油封的可靠性和耐久性,可指导油封的设计和制造,也可作为油封质量控制的手段之一。

基于流固耦合的旋转轴唇型油封流场特性及泵汲率研究

为研究具有回油沟的橡胶旋转轴唇型密封的流动行为与回油机制,构建润滑油与橡胶的流固耦合模型,对其进行流场、唇部应力、变形及其影响因素分析,并通过试验进行验证。结果表明:以泵汲率作为油封性能指标,在转速1000~6000 r/min范围内,试验测量与数值计算的泵汲率均随着转增加而提高,且在高转速下,流固耦合模型预测的泵汲率比刚体模型更接近实验值。回油沟长度或宽度增加时,有助于高压累积,增加了空气侧与油侧的压差,造成流速加快,单位时间内将有较大流量通过油膜,因此增大泵汲率。但在相同的参数变动率下,接触宽度对泵汲率影响效果不明显,当回油沟与唇尖角度增大时,泵汲率呈现递减趋势,当回油沟角度减少25%时,泵汲率约提高50%。

轴表面微织构对唇形油封的密封性能影响研究

以旋转轴唇形油封为研究对象,采用激光加工技术在轴表面加工3种不同形状微织构,在油封密封试验机上开展对比试验,探讨了不同轴表面微织构、不同转速对油腔温升、摩擦扭矩、泵吸率等参数的影响,利用扫描电镜对比分析了试验前后密封唇表面的微观形貌。结果表明:轴表面微织构对油腔温度、摩擦扭矩和泵吸率影响较大,与光滑轴相比,三角形和矩形微织构表面能够增大泵吸率,尤其前者泵吸率增幅较大,在2000 r/min时增加了3倍,但于此同时也会带来一定的密封圈温升和摩擦扭矩的增大,设计时需要综合考虑;随着转速的增大,摩擦扭矩和泵吸率也随之增大;三角形和矩形微织构对应的唇口表面粗糙峰数量较多,且分布较均匀,而圆形织构、光滑轴表面对应的唇口粗糙峰数量较少,分布较为分散。

催化剂制备装置搅拌密封改造

本文以某厂新建催化剂制备装置搅拌密封泄漏改造设计为依托,着重分析搅拌密封装置在工作过程中出现泄漏和失效的主要原因,并根据实际工况和密封泄漏原因分析对搅拌装置提出整改方案,有效解决密封泄漏问题使催化剂制备装置平稳的运行。

密封装置杂谈(2)

2动密封装置2.1动密封装置的结构形式摩托车发动机使用最多的动密封装置是接触形成型密封件-旋转轴唇形密封圈,人们习惯称之为油封,如图17、18所示,这是一种橡胶完全包覆的带自紧弹簧的双唇油封,由油封体、金属骨架和弹簧等组成。油封外圆与轴座孔体配合,油封内周做成唇形与旋转轴配合。密封唇部有主唇和防尘唇(亦称副唇),唇的尖端为唇端部,唇部与油封体的结合部位称唇根部。在制造过程中,有一层低摩擦的PTFE材料,如图19所示,被紧密地结合于橡胶的唇部上,以加强唇口刃边的抗摩擦性能。

三层PE防腐传动线中防水轴承座的设计和应用

为了延长三层PE防腐生产线上喷淋房传动线辊轮的支撑轴承座及轴承的使用寿命,节约生产成本,设计了一种利用两套旋转轴"唇形"密封圈背靠背安装来密封的防水型轴承座。介绍了防水型轴承座的总体设计方案、确定了各附属部件的结构形式及其参数。多条三层PE防腐生产线上的使用结果表明,该防水型轴承座达到了设计要求,解决了现有问题。该种防水型轴承座已申请国家实用新型专利并获得授权,专利号为ZL201621275601.4。

油封骨架在油封耐压中的作用

本文根据油封骨架的结构特点,以及对油封进行耐压台架试验中,对骨架结构不同而造成油封耐压性能的差异、提出了在油封设计中应依据油封的耐压要求,改变骨架结构及其参数,以满足实际使用要求。

轴流污水泵失效分析及改造对策

某给排水厂装置在投运中因发生严重轴系振动故障而停车维护。通过对轴封失效原因的分析,并对轴流污水泵进行泵体解体检查,发现了主要原因为轴承损坏,导致轴封失效和轴流污水泵故障。从密封原理和密封材料方面着手,对密封室进行了局部改造,彻底解决了污水泵故障问题,保证了生产的稳定长周期运行。