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非理想形貌O型圈的密封性能分析

2025年04月04日 11:29:23      來源:上海沈泉泵閥制造有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:2

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  目前,液壓系統(tǒng)中的密封性能基本都是通過橡膠密封件來保證的,O型橡膠密封圈由于具有、結(jié)構(gòu)簡單及安裝方便等優(yōu)點而廣泛應用于液壓系統(tǒng)中。G內(nèi)外學者對O型圈密封性能的研究主要是基于理想表面形貌展開的,實際表面形貌對O型圈密封性能的影響還未有研究報道。

  有限元分析軟件ABAQUS,針對三種典型的非理想形貌(錯模、分模扯縮、分模飛邊表面缺陷)的O型圈建立了二維軸對稱有限元計算模型,在不同密封間隙以及不同介質(zhì)壓力的工作狀態(tài)下,對其安裝和工作過程中的變形、內(nèi)部等效應力、接觸壓力分布等影響密封結(jié)構(gòu)密封性能的參數(shù)進行了分析。并將結(jié)果與理想形貌的O型圈工作狀態(tài)下對應參數(shù)進行了對比。

  一、幾何模型的建立

  設計如圖1所示的典型平面靜密封結(jié)構(gòu),密封圈尺寸:272×5.3(GJ標準ISO 3601/1),具體密封結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1

非理想形貌O型圈的密封性能分析

  圖1 典型平面靜密封結(jié)構(gòu)

  表1 密封結(jié)構(gòu)參數(shù)

非理想形貌O型圈的密封性能分析
 

  根據(jù)密封圈的截面尺寸,結(jié)合工程實際生產(chǎn)中Z常見的O形圈表面缺陷,并參考滿足質(zhì)量要求的三種表面缺陷Z大允許偏差,建立如圖2、圖3、圖4所示幾何模型。

非理想形貌O型圈的密封性能分析

  二、結(jié)論

  通過對帶表面缺陷的O型圈的仿真分析,并與理想形貌O型圈的計算結(jié)果作對比,獲得如下主要結(jié)論和發(fā)現(xiàn):

  (1)非理想形貌O型圈在受擠壓的狀態(tài)下,一般均能滿足接觸壓力大于介質(zhì)壓力的密封條件,所以主要依據(jù)Von Mises應力分布與Z大Von Mises應力值來判斷密封性能的好壞,根據(jù)Z大Von Mises應力值的位置判斷密封圈易損位置。

  (2)3種典型缺陷類型下,O型圈內(nèi)部Z大Von Mis?es分布位置不同,其中錯模和分模飛邊模型下的Z大接觸應力位置分布在缺陷附近,而分模扯縮狀態(tài)下的Z大Von Mises應力分布點和理想形貌下的分布基本一致。

  (3)在缺陷分模飛邊的狀態(tài)下,其Von Mises應力變動Z大,并且遠高于理想形貌下的對應值,所以生產(chǎn)過程中應該盡量避免此類缺陷的出現(xiàn)。

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