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时间:2019-02-14
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1、2015年2月润滑与密封Feb.20l5第40卷第2期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1.40No2DOI:10.3969/j.issn.0254—0150.2015.02.016深海液压系统X形橡胶圈密封性能分析张毅王国志刘桓龙邓帆(西南交通大学机械工程学院四川成都610031)摘要:利用ANSYS软件建立深海环境下工作的液压系统的x形圈密封结构的二维轴对称模型,计算X形圈在不同密封状态下的应力分布,分析压缩率、密封压力、摩擦因数等因素对其密封性能和相关应力的影响。结果表明:应力随压缩率、密封压力、摩擦因
2、数的增大而增大;静态密封时,X形圈内侧与密封槽会形成密闭空腔,不适合应用于深海环境;承载密封时,密封压力对接触应力、等效应力、剪切应力的影响依次减小;滑动密封时,摩擦应力逐渐趋于稳定,且密封压力和摩擦因数对摩擦应力影响较大。关键词:深海;密封;X形圈;应力;液压系统中图分类号:TB42文献标志码:A文章编号:0254—0150(2o15)2—085—4AnalysisofSealPerformanceforX·ringofDeep-seaHydraulicSystemZhangYiWangGuozhiLiuHuanlong
3、DengFan(CollegeofMechanicalEngineering,SouthwestJiaotongUniversity,ChengduSichuan610031,China)Abstract:Thetwo—dimensionalaxialsymmetricmodelofX-ringsealstructureusedindeep-seahydraulicsystemwascreatedbyusingtheANSYSsoftware.ThestressdistributionofX—ringwascalculat
4、edfordifferentsealingconditions,andtheimpactofcompression,sealingpressure,frictioncoefficientonitssealingperformanceandrelatedstresswasanalyzedfordifferentsealingcondition.Theresultsshowthatthestressisincreasedalongwiththeincreasingofcompressionrate,sealingpressur
5、eandfrictioncoefficient.SomeclosedcavitiesareformedbetweeninnersideofX-ringandsealinggroove,SOtheX—ringisnotsuitabletouseindeepseaenvironmentforstaticsealing.Theimpactofsealingpressureoncon!actstress,equivalentstressandshearstressisdecreasedinturnforloadingsealing
6、condition.Thefrictionstressisgraduallytendedtobestabilizedfortheslidingsealingcondition,andthesealingpressureandfrictioncoefficienthaveagreaterim—pactonthefrictionstress.Keywords:deep-sea;seal;X—ring;stress;hydraulicsystemx形橡胶圈是在O形圈的基础上改进而来,在液究深海环境下x形圈的密封性能提供参考。压系
7、统中可以替代O形圈。与O形圈相比,x形圈1有限元分析模型具有较低的摩擦力,能较好地克服扭转,可获得更好1.1仿真模型的密封效果。深海液压系统工作在深海环境下,根据密封技术手册确定深海液压系统x形圈密在深海5000m处环境压力达到50MPa,对x形封结构及其仿真模型,如图1所示。圈的密封性能提出了更高的要求。目前,国内外学者对x形圈的密封性能的研究较少。本文作者利用ANSYS有限元软件建立了深海液压系统x形橡胶圈密封结构的二维轴对称模型,分析了不同密封状态下,压缩率、密封压力、摩擦因数等因素对其密封性能和相关应力的影响,为研
8、(a)X形圈密封结构(b)ANSYS仿真模型基金项目:国家863计划项目(2012AA091104).收稿日期:2014—05—10图1X形圈密封结构及其仿真模型作者简介:张毅(1989一),男,硕士研究生,研究方向为机电FiglX—ringsealstructure(a)anditssimulatio
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