水下连接器球面密封沟槽对O形圈密封性能的影响分析

一种可以实现水下连接角度补偿的球形法兰连接器采用O形圈作为主要的密封元件,位于球面上的密封槽通过影响O形圈的伸长率和压缩率来实现密封效果。槽宽b与槽深h是密封沟槽的主要尺寸,在满足球面沟槽设计准则的前提下,对O形圈球面密封沟槽的尺寸进行了设计计算。基于标准沟槽与球面沟槽体积大小一致的原则,确定了球面密封槽的具体尺寸。密封圈沟槽的尺寸设计主要改变了O形圈的压缩率大小。通过研究压缩率对O形圈密封效果的影响可以确定,17.6%左右的压缩率能够使密封圈的密封效果达到最佳。

柔性钻杆O形圈球面密封性能研究

柔性钻杆已成为老井改造和增产提效的重要工具,为保障柔性钻杆球面密封的可靠性,对设计的一种O形圈球面密封结构开展数值模拟和试验研究。基于ANSYS有限元分析软件探究密封间隙、流体压力、转动角度以及有无挡环等因素对O形圈von Mises应力、接触应力、有效密封宽度等密封特性参数的影响。结果表明:流体压力与密封间隙存在耦合关系,流体压力越高要求密封间隙越小;往复转动会导致最大von Mises应力和最大接触应力升高,且随着密封间隙增大而影响加剧;挡环的安装可有效防止在密封间隙和流体压力较大时O形圈挤入缝隙。通过室内试验验证了O形圈球面密封结构的可靠性,为现场应用提供了理论依据和技术支撑。

水下柔性连接器的O形圈球面密封性能分析

水下柔性连接器可解决水下油气管道在连接时因管道角度偏离而无法成功对接的问题。水下连接器的密封结构以球面上的O形圈为主,为了验证连接器密封结构在水下的密封性能,通过对O形圈材料本构方程的计算分析,得到O形圈橡胶材料的重要材料参数;从von Mises应力、接触压力、不同接触面的接触宽度等方面,分析不同介质压力对O形圈密封性能的影响。结果表明:水下柔性连接器密封结构在不同工作状态下均能够保持良好的密封性能,且介质压力越大,O形圈与球形结构上的密封槽之间的接触应力就越大,连接器密封性能有所提升。通过压力试验验证了O形圈球形结构应用在水下是可靠的。

基于响应面半铰接式柔性钻杆球面密封结构优化设计

针对柔性钻杆球面密封难的问题,设计了一种适用于柔性钻杆的球面密封结构,通过数值模拟与物理试验验证了密封结构在内压30 MPa、外压24 MPa工况下的可靠性,并基于响应面试验设计方法,建立了密封结构参数与密封性能参数的响应面模型,分析了参数间的交互作用和3个因素的敏感性,其敏感性顺序从大到小为:压缩量、径向过盈量、主密封面宽度。其中优化后模型最大Von Mises应力相比原密封结构模型降低了16.9%,可提高结构的可靠性和寿命。同时通过数值模拟对预测值进行了验证,最大Von Mises应力误差为0.87%,所得结果为柔性钻杆球面密封结构现场应用提供了一定的参考依据。

球面密封结构的漏率预估

球面密封结构是国内卫星推进系统管路中经常使用的密封结构,其工作性能直接关系着卫星的在轨安全。针对球面密封的密封机理,通过非线性有限元法分析了安装条件下的密封状态。在此基础上,研究了泄漏气流的流动状态,结合Roth模型建立了分子流状态下的漏率计算模型,得出了泄漏漏率和拧紧力矩、表面粗糙度的对应关系,对检漏条件下结构的漏率进行了预估。在理论计算的同时,通过实验证明了漏率预估方法的准确性。

球面密封结构密封状态的力学分析及验证

针对卫星推进系统管路中经常使用的球面密封结构,分析了其密封的机理,讨论了塑性变形对金属密封的重要作用。在此基础上,采用非线形有限元法对其进行了弹塑性分析和接触分析,得出了拧紧力矩和密封状态的对应关系,并通过实验验证了分析方法的准确性。

装配误差对球面密封结构密封状态影响分析

球面密封结构通过安装形成的接触面来实现密封,不同的安装条件将产生不同的密封状态。该文采用有限元分析软件ANSYS对球头-锥面连接结构在不同的安装对中精度的条件下产生的密封状态进行接触分析,研究密封面上的接触位置和接触面积随对中角度的变化规律,分析安装精度对密封性能的影响。

直动式球面密封高压安全阀密封失效及改进研究

航天伺服系统配套使用的高压安全阀,要求其体积小、压力高、流量大、响应快。直动式球面密封高压安全阀为其中一种重要的结构形式,虽然其结构简单,但密封失效问题严重影响产品性能以及调试效率和合格率,造成交付进度延误甚至造成巨大经济损失。采用理论计算、仿真分析以及试验研究方法对直动式球面密封高压安全阀的密封失效机制进行了研究并提出了改进措施,通过试验验证了改进密封结构的有效性。

球面密封结构锥形垫片的系列化研究

针对航天管路系统中常用的球面密封结构,分析了其密封机理,讨论了密封面的损坏导致介质泄漏的原因。该文以管路系统中常用的37°以及60°球面密封接头为例,研制出相应的系列化锥形垫片。通过工程实践将锥形垫片成功应用于球面密封结构解决泄漏问题,说明了其工程实用价值。

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。

O形圈球面密封沟槽设计探讨

结合加工工艺和密封原理对O形圈在球面密封结构的沟槽设计进行了分析,提出了球面密封沟槽的设计方法,并在采油现场进行了球头灵活性和密封性能试验。结果表明,球头摆动灵活,密封性能可靠,验证了球面密封沟槽设计方法的正确性。

球面密封的改进和应用

简要介绍了某航空产品球面密封的改进。阐述了其结构特点及实际应用情况,并且通过对比试验,表明改进后的密封装置在耐高、低温性、耐脉冲压力、高压挠曲旋转的球面密封中性能得到成倍的改善。为在恶劣环境下球面密封设计提供了可借鉴的经验。

柔性钻杆球面密封结构设计及其密封性能分析

针对柔性钻杆球面密封存在O形圈密封困难的问题,设计了一种适用于该钻杆的球面密封结构,并利用有限元软件建立了该密封结构的三维有限元模型,分析了不同工况下异形密封圈最大Von Mises应力的变化关系,以及密封面接触应力与平均接触应力对球面密封的影响规律。研究结果表明:随着压缩率、密封面宽度以及内外压差的增大,密封圈最大Von Mises应力出现在其内部靠外压一侧,呈逐渐增大的趋势,且均小于材料屈服强度;密封面接触应力呈先减小后增大的变化趋势,且密封面平均接触应力与两端接触应力均大于被密封流体压力,实现了良好的密封效果。所得结果可为柔性钻杆球面密封结构设计提供一定的科学依据。

截止阀球面密封结构

介绍了截止阀阀瓣球面密封在密封效果、制造工艺和材料选用方面较锥面和平面结构的特点。给出了改进后的几种球面密封结构。

球面密封气动截止阀用气缸力的技术研究

介绍了两种球面密封气动截止阀用气缸力的设计方法,一种是传统设计方法,一种是弹塑性设计方法,并以实例对两种设计方法进行了说明。

汽车排气系统球面密封圈技术

本文对排气系统球面密封圈结构进行了基本介绍,并结合开发经验及市场反馈问题对密封圈进行了分析。

油套管特殊螺纹球面对锥面密封性能理论分析

针对油套管特殊螺纹球面对锥面密封结构,基于Hertz接触理论建立了考虑密封面作用扭矩的球面密封接触应力理论模型,研究了球面半径、管体球面弹性模量和密封面作用扭矩对密封面接触宽度和接触应力的影响规律并提出改善球面密封性能的措施,结果表明:随球面半径增加,密封面接触宽度呈抛物线增大,接触应力呈指数减小,且密封面应力分布趋于均匀;随球面弹性模量降低,密封面接触宽度增大,接触应力减小;随密封面作用扭矩增加,密封面接触宽度和接触应力均呈抛物线增大。为提高球面密封性能,建议适当增大球面半径、对球面熔覆合金以降低其弹性模量,同时合理控制密封面作用扭矩,从而增大密封面接触宽度并适当降低密封面接触应力水平。研究结果对优化密封结构、控制上扣扭矩以及提高螺纹密封完整性具有重要理论指导意义。

球面对锥面特殊螺纹气密封性能影响因素分析

针对油套管特殊螺纹球面对锥面密封结构,基于Hertz接触力学理论和密封接触能机理,建立了考虑密封面作用扭矩的特殊螺纹气密封压力计算理论模型,研究了球面半径、锥面锥度和密封面作用扭矩对螺纹气密封性能的影响规律,结果表明:随着球面半径增大,螺纹气密封压力呈幂指数规律降低;随锥面锥度增大,螺纹气密封压力逐渐降低,但降幅较小;随密封面附加上扣扭矩增加,螺纹气密封压力呈抛物线型增大。总体来看,球面半径和密封面附加上扣扭矩对特殊螺纹气密封性能影响显著。建议一方面优化球面半径,另一方面合理控制密封面作用扭矩,使得密封接触应力分布既能满足足够的气密封能力,又能保证密封面不发生屈服。

水下航行器艉轴球面机械密封热-结构耦合分析

针对船舶轴系校中不良、轴承磨损等因素会导致艉轴平面机械密封面出现垂向偏移,严重影响密封面的接触压力、温度和变形等密封性能的问题,应用有限元方法建立水下航行器艉轴球面机械密封热-结构耦合模型,在不同的潜深和轴转速条件下,分析轴线垂向偏移对球面机械密封的接触压力、温度和变形状况的影响规律,结果表明,在轴线有垂向偏移的情况下,密封球面的接触压力、温度和变形与无偏移相比变化很小,说明球面机械密封具有良好的自位能力,能在不同工况条件下保持较稳定的密封性能。

关于球面迷宫密封的探讨

针对调心轴承的密封保护问题,提出了球面密封系统的概念,并引入了3D打印逐层成型工艺,解决了以传统工艺方法无法实现的制作、安装、使用等问题,已申请发明专利。