齿形滑环密封圈力学性能分析及结构改进

建立齿形滑环密封系统的数值计算模型,采用有限元方法分析O形圈和滑环的接触压力和应力分布,并探讨初始压缩率、介质压力和滑环齿厚对齿形滑环密封圈密封性能的影响。结果表明:齿形滑环密封系统中O形圈的高应力区出现在靠近凹槽底部位置,而滑环的高应力主要集中在与轴筒和凹槽接触的2个尖角部位;增加初始压缩率可提高密封圈的密封性能,但密封圈的应力也逐渐增大;介质压力越大,密封圈的应力及密封面上的接触压力也随之增大;适当增加滑环齿厚可提高密封圈的密封性能及滑环抵御变形的能力。针对齿形滑环密封圈中滑环与凹槽接触的2个尖角处最易发生失效的问题,采用对其两尖角倒角的改进方案。结果表明:在相同工作条件下,改进后齿形滑环密封圈主密封面的最大接触压力提高,而且滑环和O形圈截面的最大Von Mises应力减小。因此,改进后的齿形滑环密封圈密封性能更好,使用寿命更长。

齿形滑环密封圈密封性能分析及结构改进

建立了齿形滑环密封结构数值计算模型,采用有限元方法分析O形密封圈和滑环的接触应力和应力分布,并探讨介质压力、往复速度、摩擦系数和压缩量对密封性能的影响。结果表明,在静密封阶段,O形密封圈横截面内部应力集中在靠近凹槽底部区域,滑环足部与中间接触部位的变形严重。随着压缩量、介质压力的增加,齿形滑环密封圈密封性能和变形增加,摩擦因数对接触应力影响较小。在动密封阶段,接触应力上下波动,接触应力随压缩量、摩擦因数、往复运动速度的变化无明显规律;通过增加介质压力,可有效提高动态密封性能。针对密封圈发生材料疲劳失效的现象,采用将滑环的唇口设计为直径依次增大的半圆弧的改进方案,改进后的密封圈密封性能提高,适合高压工况。

密封件设计的“形式主义”——气体润滑的天然气滑环密封结构

经济高效的压缩机设计在技术上为压缩机的所有零部件提出了很高的要求。而密封系统设计的好坏在压缩机的可靠运行中起着决定性的作用本文介绍的是天然气供给装置中压缩机密封机构设计的典型问题。

应力松弛下滑环组合密封性能研究

结合钻井过程中的高温高压工况和橡胶材料的应力松弛特性,利用有限元分析中压力渗透加载方式对旋转组合密封进行双侧加压,分析了流体压力、井下温度对组合密封主密封面的影响。结合有限元分析结果,提取橡胶密封的变形矩阵,并基于热弹流理论建立了旋转形式的滑环组合密封的数值分析模型。数值求解获得了应力松弛下不同的井下温度、粗糙度时的油膜厚度和油膜压力分布,然后通过密封试验分析了泄漏率、摩擦力矩和转速的关系。结果表明:考虑应力松弛后,介质压力越大接触压力越大,此时不易泄漏,不过摩擦力会有所增加;随着温度的升高,接触应力与介质压力几乎相当,此时泄漏量会有所增加,而温升还会引起黏度的降低,使得黏性摩擦力下降;粗糙度增加,导致油膜厚度增大以及膜压减小,进而引起泄漏增幅较快,而摩擦力略有减小;泄漏率和摩擦力随主轴转速增加。

锥形滑环组合密封有限元分析

采用ANSYS软件对锥形滑环组合密封进行有限元分析。分析了高压及超高压密封状态下动、静密封面的密封效果以及各密封部件的使用性能,解决了有限元分析过程中大应变问题和接触问题带来的收敛性差的技术难题和密封内压动态加载的技术难题。数值模拟结果表明,锥形滑环组合密封能够实现高压及超高压密封,且各密封部件工作状态良好。数值模拟工作为锥形滑环组合密封产品的开发提供了辅助。

基于流体压力渗透法的齿形滑环组合密封有限元分析

为准确模拟密封圈的装配安装过程的接触压力和流体压力对密封圈的作用,采用ABAQUS自动收缩配合方式仿真分析密封圈装配过程的接触静压,采用流体压力渗透载荷的加载方式模拟介质压力对密封圈的作用,研究组合密封中O形圈压缩率和工作介质压力对齿形滑环式组合密封圈密封性能的影响。研究表明:采用自动收缩配合方式能有效解决常规的位移加载方法引起的计算的接触压力不准确问题,采用流体压力渗透载荷的加载方式可自动寻找唇口接触与分离的临界点,计算高压流体加载时可得到很好的收敛解,有效解决了通过边界法加载介质压力时计算结果不准确的问题。计算结果表明:当压缩率超过一定值时,齿形滑环组合密封圈的最大Mises应力和主密封区域最大接触应力随工作介质压力的增加而增加,最大接触应力满足密封的要求;但当压缩率太低时,密封圈在高介质压力下产生较大的形变造成很大的应力集中,导致密封失效。

高压锥形滑环组合密封研究

开发一种高压滑环组合密封——锥形滑环组合密封。它采用2个O型橡胶圈,以增大对滑环的挤压能力;在两O型圈之间装有一金属挡隔圈,左侧O型圈在密封腔内压作用下通过挡隔圈来挤压右侧O型圈,增大其变形,提高对滑环右端区域的挤压力;在滑环左侧设计一组弹性元件,安装时给予一定的预压缩量,以其弹性恢复力作为零内压时的密封动力,使密封件在启动时也具有良好的密封性能。该组合密封具有滑环磨损自补偿和根据密封腔内压变化自动调节O型圈截面直径压缩率的功能,适用于磨损严重的恶劣密封环境。数值模拟结果表明,该组合密封的静密封面和动密封面均能满足高压密封条件,且密封安全系数合理。

滑环式蓄能密封环结构的有限元优化设计

利用ANSYS13.0建立某滑环式复合蓄能密封环的有限元模型,分析该密封环在给定工况下密封性能,并与单纯的滑环密封环的密封性能进行比较;分析滑环几何参数对其结构受力情况及密封性能的影响,对密封环结构进行优化设计。结果表明:通过对滑环的顶部宽度、壁面宽度、唇面半径、滑环高度等几何参数的优化,改善了结构在工作环境下的受力状况,提高了其工作寿命,同时使其能够更可靠地保证密封性能。

齿形滑环组合密封的摩擦力矩计算

利用ABAQUS有限元软件对齿形滑环组合密封件进行建模仿真,采用网格重划技术保证仿真结果收敛,得到不同介质压力下的动密封接触面的压力分布曲线,并且进行二次多项式拟合计算得到齿形滑环组合密封的摩擦力矩理论计算值。通过搭建动密封测试平台,实际测试不同介质压力下齿形滑环组合密封的密封效果,并且得到摩擦力矩的实验值,结果摩擦力矩理论值和实验值基本吻合。结果表明:齿形滑环组合密封效果良好,摩擦力矩的理论计算基本正确,该密封的摩擦力矩与介质压力之间基本呈线性关系。

电石反应器斜锥滑环组合密封装置的设计与分析

介绍了斜锥滑环组合密封器的工作原理和结构设计,并利用ANSYS软件分析了斜锥滑环厚度变化对接触压力、O形圈的Von.mises应力和弹簧推力的影响。分析结果表明:斜锥滑环厚度在设计范围内变化时,密封面和接触面的最大接触压力大于或远大于密封介质工作压力,说明斜锥滑环组合密封具有良好的密封性和自补偿能力,斜锥滑环密封设计符合预期。此结果为斜锥滑环组合密封的进一步研究和使用提供了理论指导。

直角形滑环组合密封的密封性能分析及安装工艺

介绍了直角形滑环组合密封的组成、结构材质、配合、压缩量的确定,阐述了其密封机理,分析了其密封结构的特点及使用范围,介绍了安装工艺过程。经生产实践证明,直角形滑环组合密封在高压高温下的密封效果优于其他组合密封装置。

T形滑环组合密封圈密封性能研究

利用ANSYS建立T形滑环组合密封的二维轴对称有限元模型,将密封结构划分为4个密封区域,研究静、动密封状态下介质压力、密封间隙、摩擦因数和T形滑环斜边与垂直线之间的角度,对组合密封圈密封性能的影响。仿真结果表明,T形滑环组合密封可以满足研究的压力范围下的静、动密封要求。其最大Von Mises应力和最大接触应力随介质压力增大而增大,随密封间隙增大而减小;最大Von Mises应力和最大接触应力随滑环斜边与垂直线之间角度增大而增大,当角度为2.5°～7.5°时,组合密封可达到密封要求且滑环不易磨损;摩擦因数越小,组合密封动密封性能越好。

一种新型旋转轴密封──齿形滑环式组合密封

介绍了齿形滑环式组合密封的结构、工作原理及应用情况，与其它旋转轴密封相比，该密封具有 高寿命、低摩擦、无泄漏及结构简单，适应性强等特点。

滑环式组合密封的使用与维修

在工程机械行业,特别是装载机用液压缸的密封形式中,广泛采用的是小断面YX密封圈,其材质一般采用聚胺脂材料或耐油橡胶。聚胺脂密封圈以其优良的耐磨性、耐油性和耐压耐温高等优点倍受用户的青睐,但在使用过程中其密封性和使用寿命不尽如人意。滑环式组合密封是一种由滑环和O形圈组合而成的新型密封装置。其中滑环为主密封件,O形圈只起弹性赋能作用和副密封作用。滑环的制作材料极为广泛,依使用工况而定。工程机械用的液压缸中一般采用氟塑料或聚四氟乙烯等材料。液压缸活塞的密封一般采用格来圈式滑环与O形圈组合密封(图1),

飞机燃油系统高压球面密封的故障分析与改进

针对飞机燃油系统补偿装置中使用的一种球面密封存在的低温下泄漏量大、耐冲击载荷差以及转动力矩太大的问题,对产品的密封材质和密封滑环的结构进行了改进。改进后产品的性能试验表明,产品的旋转力矩达到要求,产品在8MPa压力下无渗漏,滑环形状无变化,唇边厚度在设计值允许的公差范围内,耐磨性显著提高。

橡胶密封件优化设计平台系统

介绍了一种橡胶密封件优化设计平台系统,利用该系统可对各种密封件(如O形圈、矩形圈、滑环式组合密封圈)和油封等进行有限元分析,且能对各种密封件进行参数优化设计。各种结构尺寸调整后,设计图形自动更新,并可快速转化为有限元模型进行分析,借助不断丰富的专家知识库和有限元分析结果对橡胶密封件进行分析优化,获得橡胶密封件的最佳结构设计及其对材料和成型工艺条件的具体要求,自动生成密封件和模具设计图纸。为橡胶密封制品的结构优化、模具设计和新品开发奠定了基础。

TBM主轴承密封滑道环洞内免更换快速修复技术

作为TBM的核心部件,主轴承对TBM工作机况起着决定性作用。主轴承价值高昂,而且更换工艺复杂,需要较长周期。为改善这一状况,在新疆吐库二线中天山隧道施工中,对TBM主轴承创新性地采用了免更换快速修复技术。实践表明,该技术可有效地实现对TBM主轴承的修复,节省大量维护保养时间,提高了工效。文中对TBM主轴承密封滑道环修复技术及程序做了介绍,可为类似工程的施工提供借鉴和参考。

进口电炉液压故障处置

针对进口电炉举升故障问题进行研究,面对进口设备资料短缺,备品备件型号不全、通用性差的问题,制定了一套自主维修流程,将原厂进口备件进行了替代化应用,取得了良好的效果,经济效益和社会效益明显。