间隙密封液压缸泄漏量仿真分析

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1、2013年7月润滑与密封July2013第38卷第7期LUBRICATIONENGINEERINGV01．38No．7DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．07．016间隙密封液压缸泄漏量仿真分析蒋俊郭媛曾良才湛从昌付曙光(1．武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081；2．武汉冶金管理干部学院湖北武汉430081)摘要：针对间隙密封液压缸，采用CFD技术对不同结构的间隙内部流场进行仿真分析，得出流场分布及速度分布，并计算出液压缸的泄漏量，以寻求间隙密封液压缸的最优结构。液压缸的泄漏量随活塞速度、间隙的增大而增大，在加工精度允许条件下，可通过减小间隙

2、来减小泄漏量。关键词：液压缸；间隙密封；泄漏量中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)7—075—5SimulationandAnalysisofLeakageforClearanceSealofHydraulicCylinderJiangJunGuoYuanZengLiangcaiZhanCongchangFuShuguang(1．CollegeofMachineryandAutomation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，WuhanHubei430081，China；2WuhanCollegeofM

3、etallurgyandPe~onnelAdministration，WuhanHubei430081，China)Abstract：Tosolvethesealleakageproblemofthehydrauliccylinderwithclearanceseal，theflowfieldintheclearancewithdifferentstructurewasanalyzedbyCFDmethod．Thedistributionofflowfieldandvelocityfieldwasobtained，andtheleakageofdifferenttypesofclea

4、rancesealwascalculatedinordertofindtheoptimalstructureofclearancesea1．Theleakageisincreasedwiththeincreasingofpistonvelocityandgapsize，SOtheleakagecanbereducedthroughreducingthegapsizeundertheconditionpermittedinmachiningaccuracy．Keywords：hydrauliccylinder；clearanceseal；leakage在液压系统的机械密封中，摩擦会使液

5、压缸、面容易磨损。而且液压缸在工作过程中，由于间隙量滑阀在起动时产生爬行、振荡现象，甚至会使系统进一定，泄漏量随压差升高而增大。为此，本文作入无序运动的混沌状态，极大地降低了系统的性能。者应用CFD技术，对不同结构的间隙密封形式的内所以，对于一些要求低摩擦力、快速响应的液压缸及部流场进行仿真分析研究。液压元件，均希望取消密封圈而采用间隙密封形1模型建立式⋯。尤其是伺服液压缸，其要求低摩擦力、无爬在液压缸中缸体与活塞之间是轴向往复运动，活行、频率响应高、寿命长、高可靠性，应采用间隙密塞和缸在结构上都是轴对称的，且两者之间采用间隙封以满足液压伺服系统的静、动态性能要求。密封。工作时，间隙

6、内充满的液压油形成一环形流间隙密封在间隙中有一层薄的油膜，对运动副起场，将活塞与缸筒隔开，使两接触面在运动过程中不到润滑作用，从而降低摩擦力，提高动态性能。但发生接触(摩擦)。是，间隙密封结构不能保证泄漏，特别是环形间隙，建模时只选取间隙中的环状流体进行研究。环状泄漏量与间隙量成三次方的关系，因此密封间隙结构间隙的结构如图1所示，其参数为：环形间隙内径必然带来泄漏量的增加，所以控制密封间隙量非常重d=62．5mm；环形间隙h分别取8、10、15、18、要。若间隙过大，泄漏增大；若间隙过小，缸筒内表20、25、30m；环形间隙外径D=d+h；平衡槽的槽宽W=0．8mm；平衡槽的槽深h=

7、1mm；两平衡收稿日期：2013—01—21槽间的间距为8mm。作者简介：蒋俊(1985一)，女，研究方向为液压传动与控制E·mail：jiangjunjj2006@126．corn．78润滑与密封第38卷3．1．2．2活塞速度对节流口速度的影响流体质点速度必定为0，在其附近的流体质点由于黏一∞．图9示出了间隙中流体的速度分布。可以看出：性的作用，流速也有不同程度的减小，离缸筒越远流随着活塞速度的增大，节流口处的流体速度增大，靠速越接近活塞壁面处的流速。当