基于Archard理论的浮动密封结构磨损特性试验研究

管线闸阀工作过程中,常常会因密封接触面的磨损而导致其密封失效。针对这一问题,以代号为Z943Y-300Lb的高压管线平板闸阀为例,对其浮动密封结构的磨损特性进行了理论推导、仿真分析和试验测试研究。首先,运用了任意拉格朗日-欧拉(ALE)方法和Archard磨损模型,对浮动密封结构启闭后的接触面磨损厚度进行了理论推导;然后,根据浮动密封结构特点,提出了以全局磨损量均方根值(RMS)为评价指标的方法;接着,利用ABAQUS软件,对浮动密封结构进行了摩擦动力学仿真分析,并研究了不同启闭次数、密封面宽度对浮动密封结构磨损特性的影响问题;最后,采用最小二乘法建立了高压管线平板闸阀密封面磨损量预测模型,预测磨损等厚度时所允许的磨损寿命,并根据试验测试结果对仿真结果的准确性进行了验证。研究结果表明:相对于其他区域,区域Ⅰ、区域Ⅱ的磨损量较大;启闭速度对闸阀密封结构的磨损寿命影响较大,随着启闭速度的增加,密封结构的区间磨损寿命呈现先增加、后减小的趋势;启闭速度为210 mm/s时,闸阀密封结构的磨损寿命最大;在一定的范围内,其磨损寿命随着密封面宽度增大而增加。该研究分析可为闸阀密封结构的优化设计及寿命预测提供理论基础。

浮动密封在连采机截割减速器上的优选应用

基于现有连采机截割减速器浮动密封使用现状,针对使用中存在的浮动密封寿命短及早期漏油失效问题,从高适应性浮动密封优选入手,对常用浮动密封形式进行了综合比较分析,确定了优选浮动密封形式,从而有效提高浮动密封及截割减速器使用可靠性,保证矿井连续高效生产。

槽型参数对气膜浮动密封稳态特性的数值研究

气膜浮动密封已广泛应用于透平压缩机械中,但对于其轴套的槽型参数缺少系统的研究。针对气膜浮动密封运行原理与螺旋微槽的结构特点,在气膜润滑理论的基础上,建立了相应的数学模型。采用中心差分法对压力控制方程和气膜厚度方程进行了耦合求解,并验证了编制程序的正确性。计算获得了气膜浮动密封气膜的稳态特性参数,并分析讨论了工况参数改变时槽型结构参数对浮动密封稳态性能的影响。研究表明:当气膜浮动密封在所讨论的工况参数范围内,槽型参数在下列范围取值时能获得较优的综合密封性能:螺旋角α=28.5°,槽长L=12mm,槽数N=18。此研究结果为气膜浮动密封槽型的设计提供了理论依据。

牙轮钻头单金属浮动密封结构的密封机理

在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc Marc ,结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密封面的接触应力分布以及关键部位的应力变化的分析 ,提出实际应用中应注意的问题 ,并探讨了结构形式、设计参数、材料、润滑脂对密封能力的影响 ,为国内钻头厂家掌握单金属浮动密封结构的设计开发技术提供一定的借鉴和帮助。

单金属浮动密封技术研究

与传统的双橡胶圈浮动密封相比,单金属浮动密封具有占用空间小、承受转速高、磨损小的优点。在国外钻井工程中的实际应用表明,该技术能大幅度提高密封件的可靠性和工作寿命,是一种高性能的密封新技术,值得在国内密封行业推广。介绍了单金属浮动密封的应用特点、润滑模型、计算机辅助工程(CAE)在理论研究中的应用、表面强化技术在单金属浮动密封中的应用情况,指出通过表面强化技术提高密封摩擦副的性能、建立混合润滑状态下单金属浮动密封的设计理论、采用CAE技术优化密封端面参数是研究开发单金属浮动密封有效途径,其中采用CAE技术优化密封端面参数将是单金属浮动密封研究的近期目标。

单金属浮动密封有限元模型研究

针对现阶段橡胶参数理论分析中常用数据与实际橡胶参数值有一定差距,使得研究和分析处于定性阶段的现状,采用理论计算和试验对比的方法确定了单金属浮动密封中橡胶零件参数的准确数值。结果表明,支撑环橡胶材料参数最优值为C10=0.246,C01=0.142,O形密封圈橡胶材料参数最优值C10=0.667,C01=0.318。说明所建立的计算模型能够比较准确地反映实际装配过程中的受力状态,该结论对定量分析单金属浮动密封力学特性具有重要意义。

牙轮钻头SEMS2单金属浮动密封结构的改进

为了解决单金属浮动密封结构复杂和研制困难的问题,提出了一种改进型单金属浮动密封结构(GSEMS),它采用1个异形橡胶密封环代替O形橡胶圈和支持橡胶环,简化了密封结构,也减轻了它与轴颈之间的磨损。采用有限元软件对第2代单金属浮动密封(SEMS2)和GSEMS进行装配过程模拟,结果表明,两者在密封面上具有相近的受力分布和密封能力,能使用较软的橡胶材料得到较大的密封力,减小了静环内锥面和橡胶之间的缝隙,具有良好的密封性能。

牙轮钻头用新型单金属浮动密封研究

通过建立新型单金属浮动密封有限元模型,对比分析了不同结构的支撑橡胶环和容槽对密封面接触压力大小和分布的影响,分析结果说明改进支撑橡胶环和容槽结构参数对提高密封性能作用显著;采用宽端外径大于窄端外径的静环,对增加动密封接触面积、降低接触压力、改善动密封面接触力分布作用明显。最后指出在静环密封面上开出参数适合的斜面能有效改善动密封面接触压力的分布状态,不但使接触压力分布更为均匀,而且能使最大接触压力出现在润滑脂一侧,有效地降低动密封面的磨损。

浮动密封加工和装配方法的探讨

针对浮动密封与普通接触式动密封相比 ,具有在大量粉尘和水等恶劣工作环境中仍能长期有效密封 ,但加工和装配要求较高的特点 ,结合实例 ,从结构设计的合理性 ,加工和装配工艺以及测量控制等方面 。

提高采煤机摇臂浮动密封系统可靠性的研究

针对采煤机摇臂浮动密封系统在生产实践中出现的问题,分析了其影响因素,设计了浮动油封试验装置,研究了浮动油封密封机理,提出了浮动油封选型依据和浮动油封装配间隙确定方法,制定了浮动油封装配规范,给出了浮动油封工况保证措施等,有效提高了采煤机摇臂浮动密封系统的使用寿命。

牙轮钻头单金属浮动密封结构的密封机理

在牙轮钻头中成功应用单金属浮动金属密封结构的关键在于控制密封端面之间的接触压力。应用当今最先进的非线性有限元分析软件Msc.Marc，结合单金属浮动金属密封结构的装配过程对其密封机理进行了有限元分析。通过对装配和工作过程中密封面的接触应力分布以及关键部位的应力变化的分析，提出实际应用中应注意的问题，并探讨了结构形式、设计参数、材料、润滑脂对密封能力的影响，为国内钻头厂家掌握单金属浮动密封结构的设计开发技术提供一定的借鉴和帮助。

浮动密封端面的主要类型及特点

一、前言浮动端面密封通常在水和泥砂以及高压工况下工作。它的作用是防止密封腔内的润滑油泄漏,阻止体外的水和泥砂的侵入,从而保证被密封的机件(如轴承)等在良好的条件下工作,以延长其使用周期。而要实现上述理想的效果。

锥形端面浮动密封的理论分析

本文用数学分析方法,推导出锥形端面浮动密封泄漏量的计算公式,从理论上论证了这种密封具有良好的(密封和润滑)使用性能。

浮动密封的应用

矿山机械、履带式车辆、混凝土和水泥搅拌器等重型机械的传动装置,都需要机械密封的有效保护,因为它们长期工作在恶劣的工况中,常常遭受极端的研磨压力。当传统密封技术只有很短的预期寿命时,可以采用动、静态相结合的密封技术;浮动密封技术。详细阐述了浮动密封从应用设计到安装维护的全部过程。

浮动密封在采煤机中的应用

介绍了O形圈浮动密封结构设计、摩擦机理以及其与填料密封相比的特点。简述在浮动密封应用的场合,涉及端面密封参数的确定、密封环及O形圈材料的选择、制造和安装技术要求,并介绍在滚筒采煤机等应用O形圈浮动密封时和梭车行走齿轮传动箱输出轴由填料密封改造为浮动密封的效果。

对浮动密封机理及影响因素的探讨

介绍一种新型密封形式—浮动密封，对其密封机理及诸影响因素进行了探讨，并阐述了其特点和适用范围。

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。

高速牙轮钻头金属浮动密封的实验研究

介绍了金属浮动密封机理及特点,用实验方法给出了设计牙轮钻头金属浮动密封的轴向压缩量δ,模拟牙轮钻头工况对金属浮动密封的密封性能进行了实验研究。实验结果表明,金属浮动密封能够有效地适应牙轮钻头振动工况,并在高速条件下具有漏失量小、摩擦热少、磨损轻微、寿命长等优点,为研制高速牙轮钻头提供了有效的密封设计参数。

浮动密封在掘进机中的应用

论述了掘进机中浮动密封的工况特点和要求,并针对此特点和要求对浮动密封应该如何从结构和选型进行设计做阐述,介绍了正确的安装方法,为今后掘进机浮动密封的选型设计做参考。

浮动密封在采掘机械上的应用

简要介绍浮动密封的密封机理，阐述了密封端面比压、ｐＶ值、油质、结构设计等外在因素对浮动密封性能的影响及在设计浮动密封装置时应注意的问题。