基于ABAQUS的O型密封圈在往复直线滑移密封下的泄漏量研究.pdf

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1、ＣＡＤ／ＣＡＥ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ现代制造工程（ＭｏｄｅｒｎＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）２０１３年第９期基于ABAQUS的O型密封圈在往复直线滑移倡密封下的泄漏量研究王忠，许志沛，刘泽超，姜梦（西南交通大学机械工程研究所，成都６１００３１）摘要：利用有限元软件ＡＢＡＱＵＳ及网格重划技术，对Ｏ型密封圈在往复直线滑移下的密封问题进行非线性分析，有效地解决了由于网格畸变而产生的非线性收敛问题，对伺服液压缸的内泄漏做了定量研究。通过求得密封界面中的流体压力，利用弹性流体动压模型计算密封界面的油膜厚度，以确定往复密封所产生的泄漏量。还分析了不同介质压力、密封

2、圈的压缩量、摩擦因数和液压缸的动作工况等不同因素对该泄漏量的影响。结果表明，网格重划技术的应用使分析结果有较高的稳定性，密封圈与液压缸壁之间的摩擦因数与泄漏量密切相关，合理的密封圈压缩量利于减小泄漏量及摩擦力，使密封圈工作可靠。使用网格重划技术的计算方法适合大多数Ｏ型密封圈泄漏量的计算，为Ｏ型密封圈的设计计算提供了参考。关键词：流体；密封；泄漏；Ｏ型密封圈；压力梯度中图分类号：ＴＨ１３７．５１文献标志码：Ａ文章编号：１６７１—３１３３（２０１３）０９—００７４—０６ResearchonleakageoftheO-ringunderthereciprocatinglin

3、earslidingsealedbasedonABAQUSＷａｎｇＺｈｏｎｇ，ＸｕＺｈｉｐｅｉ，ＬｉｕＺｅｃｈａｏ，ＪｉａｎｇＭｅｎｇ（ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）Abstract：ＴｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅＡＢＡＱＵＳａｎｄｒｅｍｅｓｈｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓａｒｅｕｓｅｄｆｏｒＯ-ｒｉｎｇｎｏｎｌｉｎｅａｒａｎａｌｙｓｉｓｕｎｄｅｒｔｈｅｒｅｃｉｐ-ｒｏｃａｔｉｎｇｌｉｎｅａｒｓｌｉｄｉｎｇｓｅａｌｅｄ，ｗｈ

4、ｉｃｈｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｓｏｌｖｅｔｈｅｎｏｎｌｉｎｅａｒｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｐｒｏｂｌｅｍｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｍｅｓｈｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎａｎｄｄｏｒｅ-ｓｅａｒｃｈｏｎｓｅｒｖｏｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒ．Ｃａｌｃｕｌａｔｅｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｔｈｅｏｉｌｆｉｌｍｂｙｕｓｉｎｇｅｌａｓｔｉｃｈｙｄｒｏｄｙｎａｍｉｃｍｏｄｅｌａｎｄｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅａｍｏｕｎｔｏｆｌｅａｋａｇｅｏｆｒｅｃｉｐｒｏｃａｔｉｎｇｓｅａｌｗｉｔｈｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｔｈｅｆｌｕｉｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｓｅａｌｉｎｇｉｎｔｅｒｆａｃｅ．Ｍｏｒｅｏｖｅｒ，ｔｈ

5、ｅｅｆｆｅｃｔｏｆｔｈｅｍｅｄｉｕｍｐｒｅｓｓｕｒｅ，Ｏ-ｒｉｎｇｐｒｅ-ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｒａｔｉｏ，ｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ，ａｎｄｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｏｎｔｈｅｌｅａｋａｇｅ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｕｓｉｎｇｒｅｍｅｓｈｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｎｍａｋｅｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｒｅｓｕｌｔｈａｖｉｎｇａｈｉｇｈｅｒｓｔａｂｉｌｉｔｙ，ｔｈｅｌｅａｋａｇｅｃｌｏｓｅｌｙｒｅ-ｌａｔｅｄｔｏｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｓｅａｌｉ

6、ｎｇｒｉｎｇａｎｄｔｈｅｈｙｄｒａｕｌｉｃｃｙｌｉｎｄｅｒ，ａｓｕｉｔａｂｌｅｓｅａｌｉｎｇｒｉｎｇｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎｉｓｇｏｏｄｔｏｒｅ-ｄｕｃｅｔｈｅｌｅａｋａｇｅａｎｄｆｒｉｃｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｃａｎｍａｋｅｔｈｅｓｅａｌｒｉｎｇｒｅｌｉａｂｌｅ．ＴｈｅｍｅｔｈｏｄｕｓｅｄｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒｔｈｅｍａｊｏｒｉｔｙｏｆＯ-ｒｉｎｇｌｅａｋ-ａｇｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｉｄｅｓａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｇｎａｎｄｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｏｆＯ-ｒｉｎｇ．Keywords：ｆｌｕｉｄ；ｓｅａｌｓ；ｌｅａｋａｇｅ；Ｏ-ｒｉｎ

7、ｇ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｇｒａｄｉｅｎｔ确定该类密封圈的泄漏量对于Ｏ型密封圈的设计计０引言算和应用具有重要意义。Ｏ型密封圈由于具有简单的结构、低廉的成本以国内外对该类问题曾有一定研究。文献［１］对Ｏ及方便的安装形式等优点而广泛应用于电液伺服液型密封圈在不同压缩率和油压下的变形和受力情况压缸中。作为电液伺服系统的关键元件，Ｏ型密封圈进行了研究，得出了接触压力的分布状况。文献［２］在往复直线运动中所产生的泄漏量已成为衡量伺服针对往复密封泄漏问题，通过流体动力学的分析与计液压缸优劣的重要指标。但对于伺服液压缸Ｏ型密算，推导出了泄漏量的计算公式。文献［３］对活塞