高效冷冻飞边处理技术对橡胶O形圈性能影响研究

通常橡胶O形圈在压制过程中容易产生飞边难以避免。采用手工修边的方法,效率低、质量难以保证;冷冻修边技术具有操作简单、生产效率高、修边精度高、成本低等方面优势。为缓解生产交付压力、提高生产效率,本文基于现役用量最大的三元乙丙橡胶材料作为研究对象,通过对冷冻修边前后材料性能分析,不同冷冻修边工艺处理后对材料硬度、拉伸性能、玻璃化转变温度、压缩永久变形性能影响较小;通过对冷冻修边前后产品性能分析,不同冷冻修边工艺处理后对橡胶O形圈的力学性能、压变性能影响较小,但是对产品外观有较大影响。温度越低、冷冻时间越长,产品外观划痕越多。通过研究,最终确定最佳冷冻修边工艺参数:抛射轮转速6800r/min、滚筒转速23r/min、修边时间7min、温度-75℃。最后,开展了三批次橡胶O形圈进行工艺稳定性验证试验,产品外观质量均满足要求。

橡胶O形圈密封结构老化状态的随机振动分析

为研究橡胶密封结构老化状态的无损、在线、定量检测方法,基于有限元法建立橡胶O形圈密封结构的有限元模型,使用输入材料参数的方式达到了等效模型不同老化状态的目的,通过模态分析总结固有频率与老化状态间的变化规律,采用脉冲激励试验证明有限元模型的正确性。随后,基于模态分析完成了压缩率为14.3%的随机振动分析,总结了响应功率谱与老化状态间的变化规律。研究结果表明:建立的有限元模型能揭示结构老化状态响应特性的变化情况,为研究其老化状态的无损、在线、定量检测方法提供了先验性知识。

一种橡胶O形圈密封性能试验装置及方法

O型橡胶密封圈具有拆装方便、价格低廉等优点,而且在耐油、耐酸碱、耐磨、耐化学腐蚀等环境条件下仍然具有良好密封、减震作用,因此被广泛应用于航空发动机领域。其密封性能是重要的使用指标,但是现有检测方法不能直观表征O型圈的密封性能或结果不准确,本文提出了一种新型橡胶O型圈密封性能试验装置与方法,简称重量法,该方法的试验装置结构便捷,检测精度高。

机械密封橡胶O形圈密封性能的有限元分析

采用含高阶项的Mooney-Rivlin本构模型对在机械密封沟槽中单侧受限丁腈橡胶O形圈的密封性能进行了数值计算,重点研究了预压缩率和介质压力对O形圈接触应力、接触宽度和峰值应力的影响。模拟计算结果表明:计算值与Lindley半经验公式值和Wendt实验值较为一致;O形圈预压缩率对主接触面上的接触应力分布有较大影响,而对受限侧接触面上的接触应力分布影响较小;预压缩率越大主接触面上峰值应力越大,而侧接触面上峰值应力基本不变;介质压力作用会对O形圈产生二次压缩,介质压力越大,主接触面和侧接触面上的峰值应力越大。被预压缩橡胶O形圈承受介质压力时,具有"自紧密封"特性,接触应力曲线具有抛物线特性;较小的O形圈预压缩率可以产生较大的接触应力。因此,建议机械密封O形圈的预压缩率不宜过大,以满足机械密封补偿环浮动性和端面追随性的要求。

典型橡胶O形圈密封结构实验装置的设计与应用

为了开展橡胶O形圈密封结构的老化状态检测研究,结合工程实际,设计一种典型橡胶O形圈密封结构的实验装置,并结合应用实例,解释该实验装置的应用。该实验装置不仅方便开展自由条件和约束条件下的激励实验,而且方便实现橡胶O形圈压缩量、衬套沟槽形状和大小的不同;方便衬套和橡胶O形圈的更换,可以通过更换不同老化程度的橡胶O形圈模拟结构的不同老化状态;方便传感器的布置,可以通过空气增压模拟介质压力,可以保持衬套轴向位置的稳定而不会影响其相对缸筒组件的转动,为研究橡胶O形圈密封结构的老化状态检测奠定了实验基础。

聚四氟乙烯包复橡胶O形圈制造技术

阐述了用机械加工方法制造聚四氟乙烯包复橡胶O形圈的工艺过程、产品性能试验；介绍了该Ｏ形图在机械密封中的应用效果。

塑料包覆橡胶O形圈的研制

介绍了塑料包覆橡胶O形圈的特点及国内外应用概况,对制造技术及质量控制要点、制品应用作了重点介绍,指出了当前我国塑料全包覆橡胶O形圈存在的问题及解决措施。

基于流固耦合的橡胶O形圈密封泄漏计算方法

提出一种基于流固耦合的橡胶O形圈静密封泄漏计算方法。对平行平板泄漏模型进行改进,使其适用于通道截面高度可变的泄漏率、介质压力计算;采用有限元仿真方法进行固体力学分析,求解宏观接触压力;采用Greenwood-Willamson模型进行接触力学分析,求解泄漏通道平均高度。基于数值方法研究介质压力、环境温度、表面形貌参数对橡胶O形圈密封性能的影响规律。结果表明,随着介质压力、环境温度、表面高度分布标准差的增大,体积泄漏率逐渐增大。上述数值方法以泄漏率作为表征密封性能的参数,能综合考虑橡胶材料、介质、工况等多种因素对O形圈密封性能的影响,对橡胶O形圈的寿命预测和失效分析更具指导意义。

固体火箭发动机长期贮存下橡胶O形圈泄漏分析

使用ABAQUS有限元软件对贮存条件下固体火箭发动机(SRM)橡胶O形密封圈的力学状态和变形情况进行数值模拟分析。通过分析SRM密封结构的泄漏机制,在基于Roth密封理论建立的分子流泄漏模型中引入橡胶老化模型,建立长期贮存条件下橡胶O形圈的泄漏率模型,研究贮存时间、压缩率和法兰表面粗糙度对SRM长期贮存下橡胶O形圈泄漏率的影响。结果表明:SRM在贮存条件下橡胶O形圈的应力呈哑铃状对称分布,在橡胶圈和法兰的上下接触面附近、沟槽右侧壁易出现应力集中;SRM橡胶密封圈的泄漏率随贮存时间的增长而增大,初始泄漏率随时间推移增长较快,但最终趋于稳定;压缩率的增大有利于降低SRM密封结构的泄漏率;在相同的贮存时间内,法兰表面粗糙度越大,橡胶圈的泄漏率越大。

氟橡胶O形圈往复运动回弹摩擦特性实验研究

对低气体压力密封条件下氟橡胶O形圈的往复运动回弹摩擦特性展开实验研究。采用O形圈往复摩擦磨损实验台对氟橡胶O形圈与2Cr13不锈钢摩擦副摩擦力-位移曲线进行测量,分析运动位移、压缩率和密封压力对氟橡胶O形圈回弹摩擦性能的影响规律。结果表明:6%~15%压缩率条件下,在1 mm往复运动范围内,氟橡胶O形圈的回弹摩擦力随位移增加呈现线性增加;往复运动位移超过1 mm后,氟橡胶O形圈的回弹摩擦力稳定,不再随位移增加而发生明显变化;O形圈回弹摩擦力随压缩率增大而增大,密封压力越高回弹摩擦力越大。

橡胶O形圈密封结构老化状态的模态分析

为避免机械装置因橡胶O形圈老化而导致的失效与故障问题,研究橡胶密封结构老化状态的无损、在线、定量检测方法是工程实际的迫切需要。基于ANSYS软件建立了橡胶O形圈密封结构的有限元模型,使用输入不同参数的方法达到了等效模型不同老化状态的目的,完成了压缩率为20%情况下的橡胶O形圈密封结构老化状态模态分析,建立了老化状态和固有频率之间的变化关系。研究结果表明:建立的有限元模型能够反映橡胶O形圈密封结构老化状态特性的变化情况,为研究橡胶密封结构老化状态的无损、在线、定量检测方法提供了先验性知识。

双浮动密封橡胶O形圈接触应力分析

针对双浮动密封橡胶O形圈接触过程应力的变化,建立双浮动密封二维轴对称非线性接触模型;利用有限元方法对O形圈进行应力计算,分析O形圈在不同压缩率、不同浮封座和浮动环的斜面角度及不同摩擦因数下的应力变化情况。结果表明:橡胶O形圈各应力最大值随压缩率的增加呈线性增大,O形圈内高应力分布区域随压缩率的增加而增大,并由接触部位附近向其中间位置扩散;摩擦因数对O形圈各应力影响很小,而浮封座和浮动环的斜面角度对O形圈等效应力和接触压力影响较大;随着浮封座斜面角的增加,等效应力总体趋于减小,接触压力先减小后缓慢增加,而剪切应力整体变化较小;随着浮动环斜面角的增加,等效应力、接触压力呈递增趋势,剪切应力曲线上下波动,但整体变化不明显。确定双浮动密封浮封座和浮动环斜面角度最优值,为双浮动密封结构设计提供了指导。

高压氢气环境下橡胶O形圈静密封结构有限元分析

利用ABAQUS软件建立了高压氢气环境下橡胶O形圈静密封结构的有限元分析模型,研究了高压氢气作用下由于橡胶材料的吸氢膨胀对O形圈变形及应力的影响,探讨了不同初始压缩率、氢气压力、沟槽间隙、有无挡圈等工况下O形圈最大Von Mises应力、最大剪切应力和最大接触应力的变化规律。结果表明:高压氢气环境下,吸氢膨胀会导致橡胶O形圈的截面高度和面积的增加,但对O形圈的应力基本无影响。增加O形圈压缩率会提高初始安装工况下的接触应力,有利于初始密封的形成,但当介质压力较大时,过高的压缩率会显著增加剪切应力,导致O形圈发生剪切破坏。相较于低压工况,高压下密封沟槽间隙对O形圈的Mises应力和剪切的影响非常显著,较大的沟槽间隙会使O形圈发生挤出和剪切破坏,而安装密封挡圈可明显改善O形圈的变形和应力情况,有效防止O形圈被挤入沟槽间隙,同时提高密封性能。

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。

橡胶O形圈最大接触压力、IRHD硬度和压缩率之间的函数关系研究

通过有限元软件ANSYS建立橡胶O形圈与安装沟槽的二维轴对称模型,计算不同IRHD硬度和压缩率O形圈的最大接触压力,借助数学软件拟合得到O形圈最大接触压力、IRHD硬度和压缩率之间的函数关系及等高线。该函数关系适用于大部分O形圈相关的设计和评估。

橡胶O形圈/不锈钢配副往复摩擦生热特性

采用含高阶项的Mooney-Rivlin本构模型对丁腈橡胶O形圈/316L不锈钢配副的往复摩擦生热特性进行有限元分析及试验验证.利用变参数法分析往复频率、摩擦系数、接触压力及环境温度对配副金属温度场的影响.结果表明:所建模型能较准确地分析橡胶/金属摩擦界面的摩擦生热特性.随着往复频率、摩擦系数和接触压力的增大,稳定阶段摩擦界面的温度升高;摩擦界面温升速率与初始环境温度无关;摩擦界面温度的稳定值与往复运动频率呈线性变化关系,与摩擦系数和接触压力呈"抛物线"状递增关系;摩擦过程中靠近摩擦热源的区域等温线较密集,温度梯度较大.

往复运动橡胶O形密封圈密封机制及其特性的研究

通过对O形橡胶圈在往复运动中密封机制及其特性研究,探讨影响密封性能和使用寿命的重要因素,分析密封失效原因,为指导科学合理设计和正确使用O形橡胶圈密封提供参考。

橡胶O形密封圈研究发展综述

橡胶O形圈的应用非常广泛,该文着重阐述了O形圈在航空航天领域的发展。从理论预测到现代的数值解法,密封圈的接触压力等参数的计算精度逐渐提高。橡胶材料属于高分子材料,有很强的非线性,在高分子领域,橡胶材料模型的描述仍然是个难题;橡胶材料经过一定的工艺加工成O形圈,其机械性能的研究更加复杂。国内外学者用试验、模拟等方法对橡胶O形圈的性能进行了研究,取得了很多成果。

机械密封用O形橡胶密封圈微动特性

采用含高阶项的Mooney-Rivlin本构模型对机械密封用O形丁腈橡胶圈进行了轴对称有限元分析,重点考察了位移幅值、介质压力、压缩率及摩擦系数对其微动特性的影响.结果表明:随着位移幅值的增加,O形圈在微动界面上可呈现黏着、混合黏滑和完全滑移3种不同的接触状态;介质压力、压缩率及摩擦系数对O形圈的微动运行行为有重要影响;混合黏滑状态下O形圈密封界面摩擦力的显著波动会影响浮动环的浮动性;滑移状态下O形圈伴随着较高的Von Mises应力易导致其发生剪切破坏、表面磨损加剧;而在黏着状态下O形圈的综合性能最佳.因此,应避免O形圈运行于混合黏滑状态,压缩率取10%左右,并降低摩擦系数,以减缓其表面磨损和剪切破坏并满足补偿环浮动性和追随性.