轴用Yx形密封圈动密封特性的有限元分析.pdf

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1、2014年5月润滑与密封Mav2014第39卷第5期LUBRICATIONENGINEERINGVol_39No．5DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2014．05．002轴用Yx形密封圈动密封特性的有限元分析莫丽王军王小磊(1．西南石油大学机电工程学院四川成都610500；2．川庆钻探工程有限公司陕西西安710086)摘要：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

2、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。关键词：Yx形密

3、封圈；有限元法；往复动密封；力学性能；失效中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：0254—0150(2014)5—006—7FiniteElementAnalysisofDynamicSealingCharacteristics0ftheYx-ringforRodSealM0LiWangJunWangXiaolei(1．SchoolofMechatronicEngineering，SouthwestPetroleumUniversity，ChengduSichuan610500，China；2．

4、ChuanqingDrillingEngineeringCompanyLimited，Xi’nilShaanxi710086，China)Abstract：TheaxisymmetricfiniteelementmodelofYx—ringusedinreciprocatingdynamicsealswassetupinABAQUS，andthesealperformanceandmechanicalpropertiesunderdiferentconditionswereanalyzed．Theres

5、ultsshowthatthesizeoftheVonMisesstressandthebiggestcontactstressontheprimarysealfaceisfluctuatedovertimeandtheactingpositionischangedwiththedirectionofmove—ment．Theaveragefrictionalforceonmaincontactsurfacehasalinearrelationshipwithmediumpressure，frictio

6、ncoeficient，sealinggapandseemsnotchangewithvelocity，butthebiggestfrictionalforceshowsanon—linearcharacteristicwiththem．Theshearstressishardlyaf-fectedbyspeedat0．05m／sto0．35m／s．Theshearstressindraw—instrokeisgreatlyimpactedbymediumpressure，frictioncoeffic

7、ientandsealinggap．Theouterjourneyplaysamajorroleinprocessoftheringfailure．ThecontactsurfaceofYx—ringwithshaft，theringgroove，theinnerlipandrootsarethepartsofYx—ringeasilydamaged．Thesimulationconclusionsayeverifiedbythepracticalfailurecharacteristicsofthes

8、eals．Keywords：Yx·ring；finiteelementmethod；reciprocatingseal；mechanicalproperties；failureYx形密封圈广泛用于液压系统中活塞杆、活塞密封性能的研究中。杨光等人利用有限元软件AN．和柱塞的往复动密封。由于橡胶材料具有超弹性、不SYS对静密封中Yx形密封圈在不同工作压力下的应可压缩性、工作时产生的大变形三大非线性特征，使力和变形规律进行了研究。于润生等在ANS