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1、第4期(总第88期)液压气动与密封No.4(SerialNo.88)2001年8月Hyd.Pneum.&SealsAug.,2001密封软填料力学性能的分析计算周昭军蔡仁良摘要本文通过对不同材料软填料试件进行的力学性能试验和分析,得出有参考价值的结论。关键词密封软填料力学性能1引言摩擦力的大小通过载荷传感器来测定,径向比压的在软填料密封中,软填料的密封作用与软填料大小采用应变电测法来测量。空心轴的外直径为的力学性能有密切的关系。当软填料在压盖压紧载32mm,填料函的内直径为48mm,两者壁厚都为2.荷的作用下产生足够大的径向变
2、形后,介质的泄漏5mm,空心轴外表面和填料函内表面的表面粗糙度通道将被堵塞,这时软填料与对偶金属表面的接触都为6.3Lm,并且沿空心轴内表面和填料函外表面应力表现为径向比压,因此径向比压对软填料的密的轴向共对称贴有8片规格为BF120-1AA的应变封起着关键的作用。软填料在轴向载荷作用下产生片,当向填料压盖施加轴向载荷时,贴在空心轴内壁的径向比压越大,表明该软填料在形成密封后所能和填料函外壁上的应变片产生环向伸长变形,通过维持的密封周期越长。当然,一个有效密封周期的导线把该信号传到静态应变仪中,静态应变仪的型长短与软填料和对偶
3、金属表面所产生的静摩擦力、号分别为YJR-5型和YJ-25型。在软填料压盖前放软填料材料的压缩回弹性能和比压松弛性能也密切有两个磁性表座,以固定两只千分表,使其与压盖良相关。软填料在压紧后产生的初始静摩擦力越大,好接触,随着压盖压紧力的增加,千分表将随着端盖当软填料与对偶金属表面存在相对运动时,软填料位置的下降而读出软填料的轴向压缩量;随着压盖与对偶金属表面就容易因磨损产生泄漏通道而缩短压紧力的降低,千分表将随着压盖位置的回复而读软填料的密封周期。出软填料的轴向回弹量。关于软填料力学性能的研究,已有过报2.2试件[1][2]道
4、,本文仅进行了试验分析。试件分为柔性石墨模压软填料、芳砜纶纤维和2试验分析棉纤维编织软填料,模态软填料的密度为32.1试验装置1.4g/cm,如表1所示。试验装置如图1所示,软填料的轴向应力和静表1试件试件试件尺寸(内径@外径@高度)材料数量C0C1C2C3132@48@8柔性石墨40.329-0.132-0.0140.034232@48@8芳砜纶纤维40.437-0.179-0.0220.053332@48@8棉纤维40.98-0.471-0.0450.093注:C0、C1、C2、C3)))表示线粘弹横向同性材料的蠕变柔量。
5、2.3试验结果及分析2.3.1软填料的压缩回弹性能软填料因轴向比压的作用而产生压缩变形,其变形量足够大时将迫使软填料侧面与对偶金属表面充分接触,并保持必须的径向比压,由此来阻此流体泄漏。当软填料的轴向比压降低时,软填料将产生一1,4-载荷传感器;2-填料函;3-应变片;5-静态应变仪;定程度的回弹,其回弹变形可以补偿运转过程中因6-空心轴;7-底座法兰;8-支架;9-软填料;10-压套;11-压盖法兰;12-千分表软填料磨损或振动等产生的间隙,使软填料与对偶图1试验装置示意图金属保持接触,从而维持密封状态,软填料的压缩回28液
6、压气动与密封2001年第4期弹曲线如图2所示。本文采用压缩剩余高度和回弹加,试件的内、外侧径向比压相应增大,不同试件在恢复高度对软填料的压缩回弹性能进行描述。载荷作用下所产生的内、外侧径向比压按从大小到由图2可见,试件的压缩剩余高度随压盖压紧的顺序分依次为:柔性石墨模压软填料、芳砜纶编织载荷的增加而减小,并且回弹恢复高度随卸载量的软填料和棉纱编织软填料。这说明,蠕变柔量较小增加而增大,试件在载荷作用下所产生的压缩剩余的软填料,在受载后所产生的内、外侧径向比压较高度和在卸载后所产生的回弹恢复高度按从小到大大,容易形成可靠密封。的
7、顺序依次为:棉纤维编织软填料、芳砜纶纤维编织2.3.3软填料的轴向比压软填料、柔性石墨模压软填料。这说明:蠕变柔量较由文献[1][2]可知,软填料的轴向比压沿软填大的软填料,在受载后所产生的压缩剩余高度较小,料的高度方向会产生不同程度的衰减,即顶部的轴而卸载后所产生的回弹恢复高度也较小。向比压最大,底部的轴向比压最小。发生衰减的原2.3.2软填料的径向比压因可认为是由于轴向比压与摩擦力相互抵消的缘由软填料的密封机理可知,软填料的径向比压故,软填料轴向比压的衰减情况如图5所示。对其形成可靠密封起着至关重要的作用。由图1可由图5可
8、看出,软填料的轴向比压沿软填料的见,软填料沿轴向的径向比压测试点有二处,在这里高度方向是衰减的,压盖压紧载荷越大,其衰减程度仅取前一处测点的径向比压来分析,软填料内、外侧就越高,这可以从底部轴向比压与压盖压紧比压的径向比压与压盖压紧载荷的关系如图3和图4所差距看出。比压的衰减
