Yx形液压密封圈的有限元分析及结构优化

应用超弹性理论和非线性理论,采用有限元方法对Yx形液压密封圈的性能进行模拟,分析其失效的位置和模式,研究参数对密封性能的影响,提出结构优化模型。结果表明:Yx形密封圈工作时最大应力出现在上下唇交汇处,变形最大区域发生在Yx形开口靠近内唇处,其根部有较大的接触压力,并且可能发生咬伤现象;介质压力增大时,剪应力和最大接触压力明显增加;最大变形随初始压缩率的增加而线性增大,最大剪应力在压缩率为20%时达到最大;槽口圆角半径对Yx形密封圈密封性能的影响很小;摩擦因数增大时,最大剪切应力明显增加,但最大变形和最大接触压力都有减小的趋势。结构尺寸优化后,密封性能增强,接触宽度明显减小,密封圈根部摩擦和磨损得到改善,可以提高密封圈的使用寿命。

Yx形液压密封圈温度场有限元分析

应用超弹性理论和传热学原理,分析橡胶密封圈摩擦生热和机械滞后生热的机制;采用有限元法对Yx形液压密封圈热结构耦合场进行模拟,得到密封圈的温度场分布,研究工作参数对温升的影响及规律。结果表明:摩擦生热主要使密封圈与活塞杆接触部分温度升高,机械滞后生热使密封圈中心部分温度较高,其温升明显高于摩擦引起的温升,两种热源作用下,密封圈有很高的温度场;对于相同橡胶材料,油压、相对滑动速度以及油温的增大,均使密封圈温升明显增加。因此工作中限制工作压力和相对滑动速度以及提供较好的散热条件,对降低密封圈温升、提高密封性能和使用寿命有利。所建立的模型为定量分析各类密封圈温度场提供了研究基础和方法。

轴用Yx形密封圈动密封特性的有限元分析

以轴用动密封Yx形密封圈为研究对象，运用有限元法建立二维轴对称模型，分析其在往复单向动密封中的密封性能，并对其不同工况下的力学性能进行研究。结果发现：动密封中Yx形密封圈主接触面最大接触应力、内部VonMises应力的大小随时间而波动变化，且其作用位置随往复运动方向的改变而变化；主接触面平均摩擦力与介质压力、摩擦因数和密封间隙成线性关系，且几乎不因速度而变化，但最大摩擦力在各影响因素下却表现出了非线性特征；0．05-0．35m／s范围内，速度对剪切应力影响较小；介质压力、摩擦因数、密封间隙对内行程的剪切应力影响较大；外行程在密封圈的失效过程中起主要作用；密封圈与轴接触的表面、内唇唇口、沟槽以及根部为易破坏的部位。仿真结果与实际失效特征吻合。

有限元分析法在Y_X形橡胶密封圈设计中的应用

利用有限元分析软件ANSYS对所设计的Yx形橡胶密封圈进行有限元分析，对得到的范·米塞斯（VonMises）应力、接触压力、接触有效长度进行研究，预测了密封圈可能出现裂纹的位置。针对设计的不足之处，加以优化改进，直到形成符合要求的设诀产品.

大规格、超高压冷等静压机端盖密封的改造及应用

通过研究大、小冷等静压机端盖密封环的结构及工作原理,针对使用过程中经常出现大冷等静压机上、下端盖密封频繁失效,且密封圈制作成本高,周期长,使用寿命短,严重影响设备运行效能等情况,本文通过分析、研究故障发生的机理,找出设计缺陷,并研究出改造方案,进行实际应用,取得了良好的效果。

改型Y_X形橡胶密封圈在碱泵中的应用

基于摩擦磨损理论和往复杆密封机理，对某公司氯碱厂碱加料泵原夹布橡胶Ｖ型圈的过早磨损失效原因进行了分析，指出碱中盐的微粒是导致磨损的主要原因，提出了原Ｖ型圈报废失效时泄漏量的近似实验式，并在保守假设基础上估算了改型ＹＸ橡胶密封圈的泄漏量和使用寿命，接泵实验较好地验证了理论分析的结果。

氮气弹簧动密封性能的有限元分析

氮气弹簧是一种利用高压氮气作为工作介质的新型弹性元件,其所使用Yx型橡胶密封圈的密封性能对其工作可靠性与寿命有重要影响。该文基于超弹性理论,采用ABAQUS软件对7500型氮气弹簧Yx型橡胶密封圈进行动密封性能的有限元分析,研究不同参数对氮气弹簧动密封性能的影响。结果表明:橡胶密封圈的硬度越高,最大接触压力越大,抵抗变形的能力越强;柱塞杆与缸套之间的配合间隙在0.035～0.16 mm范围内,可以保证Yx型密封圈的可靠性;Yx型密封圈的最大Mises应力随着其与柱塞杆之间摩擦系数的增加先减小后增加,因此应将Yx型密封圈与柱塞杆接触表面的摩擦系数控制在合理范围内。