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白云路灯车出租, 花都路灯车出租, 番禺路灯车出租    配流阀推杆动密封作用过程数值模拟方法?
新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2023-02-244    文字:【】【】【

        白云路灯车出租, 花都路灯车出租, 番禺路灯车出租     配流阀推杆动密封作用过程数值模拟方法?  为研究推杆动密封作用过程的力学状态和密封机理,在ANSYS中建立了往复动密封的仿真模型。分析了过盈量、挤出间隙、速度对动密封摩擦副接触应力的影响,为理论分析密封界面的润滑行为提供计算边界,在此基础上优化推杆往复密封的结构参数。由于密封挡圈和O形圈的材质分别为工程塑料和超弹性体橡胶,受力后其形变和应力分布对密封性能影响较大,因此网格划分中将O形圈和挡圈划分的较密。 往复动密封装入推杆后和流体加载压力21 MPa的应力分布结果。推杆动密封装入后O形圈的两侧受挤压产生变形,密封挡圈受到变形的O形圈挤压与推杆接触,摩擦副界面的接触应力最大约为1.5 MPa,在装入过程中往复密封圈产生一定预挤压变形,使挡圈更好的与推杆贴合。在流体加载后O形圈受介质压力挤压产生大变形,O形圈受安装槽和挡圈约束产生图中所示的变形形态,超弹性体的变形会挤压挡圈,挡圈侧面也受到了介质压力的加载,最终在动密封摩擦副界面对流体产生有效的密封。 

 

     配流阀开启过程和关闭过程中密封挡圈的受力是不同的,配流阀开启过程中推杆向上运动,密封挡圈受到推杆的摩擦力向上,此时推杆运动为内行程;配流阀关闭的过程中推杆向下运动,密封挡圈受推杆摩擦力方向向下,此时推杆运动为外行程。动密封工作过程中要确保下图中各密封面处无液体泄漏,密封接触面是动密封副摩擦面,该密封接触面的接触应力和摩擦状态对整个密封性能的影响较大。 过盈量0.1mm、挤出间隙0.1mm时,推杆往复动密封在压力21MPa作用下内行程和外行程中挡圈表面的接触应力分布,两种运动状态下挡圈表面的接触应力分布趋势相同,最大接触应力为30 MPa,摩擦面上压力值大于乳化液的工作压力,能有效密封配流阀中的高压乳化液。由于内、外行程中接触应力分布区别不大,故只分析外行程中挡圈接触应力分布规律。 

 

    不同安装过盈量下密封在流体加载21 MPa的密封面应力分布。不同参数的往复动密封在接触面上的应力先减小后增大,O形圈变形挤压挡圈,最大应力出现在挡圈接触面的中下部,挡圈接触面两侧压力陡升的原因是由挡圈两端几何直角处产生了应力集中。过盈量的增大使得动密封挡圈产生较大的预挤压应力,在流体加载后密封接触面上形成了更大的接触应力;往复动密封的过盈量相同时,密封挤出间隙的增大能降低密封接触面上应力值,挤出间隙增大使挡圈受高压流体挤压时产生更多的变形空间,从而降低挡圈内的压应力值。

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    不同结构参数的往复动密封挡圈与推杆间的摩擦力。在过盈量为0.3 mm、挤出间隙为0.05 mm时,密封挡圈与推杆间的摩擦力最大为38.2 N;在挤出间隙0.15 mm,过盈量为0.1 mm时的摩擦力最小为27.3 N。密封挤出间隙越大,配流阀推杆与动密封挡圈的摩擦力越小;安装过盈量越大,密封圈产生的预挤压效果越明显,挡圈产生的摩擦力也越大。 

 

     不同安装过盈量的密封圈在压力21 MPa下挡圈表面的应力分布。密封的过盈量增大能够使密封挡圈产生更大的预挤压效果,密封接触面在初始状态就产生一定的接触应力。流体加载后O形圈在流体工作压力作用下,密封接触应力随过盈量的增大而增大,更大接触应力能够形成更好的密封效果,同时也使动密封摩擦副产生更大的摩擦力。 分析了往复动密封在不同压力加载下的挡圈接触面应力分布和摩擦力。流体加载压力增大,密封接触面上的接触应力值会随之对应增大,从而起到密封更高压力的流体作用。接触面压力升高主要由介质压力和超弹性体O形圈挤压挡圈产生。过盈量更大的密封圈在相同压力和间隙下具有更好的密封效果,工作压力和过盈量增大均会使挡圈与推杆间摩擦力增大。 

 

      为分析推杆运动速度对往复动密封的接触应力分布影响规律,模拟了马达在不同转速时的推杆运动速度与密封圈之间的互相作用。马达不同转速下推杆位移随时间的变化,推杆与往复动密封间相对运动的最大位移为2mm,马达工作转速越高,配流阀推杆往复运动的速度越大。 在往复动密封模拟中设置推杆按照曲线的运动规律运动,往复动密封模型计算结果。在相同工况下马达的转速升高会使密封接触面的应力增大,但密封面的接触应力分布趋势基本相同。在马达低速运行时,配流阀推杆在密封圈中的运动速度是极低的,密封挡圈与推杆界面能够进入更多的液体,密封挡圈对磨时的摩擦力较低,这一观点在对比中得到验证。马达转速的升高使推杆在往复密封圈中快速运动,挡圈受流体压力和O形圈挤压使密封紧贴在推杆上,推杆快速运动与密封间的摩擦剪切会增大,因此密封面上的接触应力值随速度的升高而变大。过盈量0.3mm、挤出间隙0.3 mm时密封面接触应力值均大于流体压力21 MPa,最小密封摩擦力为34 N,比同转速下过盈量0.1 mm、挤出间隙0.08 mm的密封圈接触面应力更大,对高水基乳化液具有更好的密封效果。 

 

    根据配流阀推杆往复密封在不同结构参数和工况下的有限元模拟,分析了不同因素对往复动密封的密封效果和摩擦力的影响,发现往复动密封接触面的接触应力值越大,动密封效果越好,但同时动密封的摩擦力也越大。相同条件下,挤出间隙越小,密封挡圈的接触面上的应力值越大;动密封的过盈量能有效提升动密封的接触应力,但过小的动密封间隙对配流阀的加工精度要求更高,动密封过盈量过大会使挡圈摩擦力变大进而影响密封寿命。 

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点击次数:335  更新时间:2023-02-24  【打印此页】  【关闭

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