主减速器油封密封性能的有限元分析

利用ansys建立了液压系统中液压缸用o形橡胶密封圈的二维轴对称模型,分析计算了o形密封圈缸筒和轴套的间隙、密封轴套槽口倒角半径、o形密封圈的截面尺寸、橡胶材料参数、初始压缩率对密封面最大接触压力和剪切应力的影响。结果表明:o形密封圈缸筒和轴套的间隙对剪切应力的影响很大;轴套沟槽宽度、o形密封圈的截面尺寸和橡胶材料参数对密封面最大接触压力的影响很大;初始压缩率对密封面最大接触压力和剪切应力的影响都很大;对于本文分析的结构,在其它条件不变的情况下密封轴套槽口倒角半径对密封面最大接触压力和剪切应力的影响都不大;分析结果验证了长期使用的经验设计。

采用含高阶项的mooney-rivlin本构模型对在机械密封沟槽中单侧受限丁腈橡胶o形圈的密封性能进行了数值计算,重点研究了预压缩率和介质压力对o形圈接触应力、接触宽度和峰值应力的影响。模拟计算结果表明:计算值与lindley半经验公式值和wendt实验值较为一致;o形圈预压缩率对主接触面上的接触应力分布有较大影响,而对受限侧接触面上的接触应力分布影响较小;预压缩率越大主接触面上峰值应力越大,而侧接触面上峰值应力基本不变;介质压力作用会对o形圈产生二次压缩,介质压力越大,主接触面和侧接触面上的峰值应力越大。被预压缩橡胶o形圈承受介质压力时,具有"自紧密封"特性,接触应力曲线具有抛物线特性;较小的o形圈预压缩率可以产生较大的接触应力。因此,建议机械密封o形圈的预压缩率不宜过大,以满足机械密封补偿环浮动性和端面追随性的要求。

利用大型有限元分析软件abaqus对安全壳通风隔离阀的密封垫片进行建模和非线性接触分析,比较了不同倒角密封垫片的vonmises应力和接触压力的大小,有限元分析涉及材料非线性及边界条件非线性。分析结果表明,密封垫片的倒角对垫片上应力和接触面上接触压力的大小都有影响,应当在设计时选择合适的密封垫片倒角。结论对该类蝶阀密封垫片的设计提供了强有力的理论依据。

通过理论分析,得出了单螺杆泵压力的产生和传递规律。采用有限元方法,建立了单螺杆泵的二维模型,分析了螺杆泵定子橡胶与转子间腔体压差、腔体压力以及过盈量对接触压力的影响,得出了压差与接触压力、腔体内压力与接触压力和最大密封压力及过盈量与最大压力的关系。结果表明:压差的增大使接触压力增大;腔体内压力的增大使接触压力减小,最大密封压力降低;过盈量的增加使螺杆泵的最大压力增大。

建立了某柴油机气门杆油封结构有限元二维轴对称模型,研究了在气门工作条件下油封的动态密封性能,同时分析了油封不同结构参数对油封密封性能的影响。仿真分析表明,油封密封性能随着凸轮转角而发生明显变化,气门运动速度波动对油封密封性能有很大影响,在气门运动换向时刻油封嘴唇口发生剧烈运动。通过仿真得到了油封结构参数与油封动态密封性能之间的关系,为油封设计工作提供了重要依据。

采用大型有限元分析软件ansys,对高压计量泵单向阀密封结构的接触破坏和泄漏进行了分析。研究了阀座的等效应力和接触应力随上扣扭矩和高压液体内压的变化规律,并根据阀座接触应力和等效应力的变化确定了高压接头的最大和最小上扣扭矩,在此扭矩范围内,可保证计量泵既不会因为上扣扭矩过小而发生泄漏,又不会因为上扣扭矩过大而压溃。在此基础上,提出单向阀密封装配时应注意的事项,为此类结构的装配和使用提供了一种新的分析方法。

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对铝合金油封座孔装配外露骨架油封的渗漏油问题进行了分析,并对失效原因进行了验证。结果表明:座孔材料对油封的密封性能有直接影响。铝合金等热膨胀系数较大的油封座孔适合装配包胶单油封或至少第1油封是包胶油封的双油封。

有限元分析方法 课程名称有限元分析方法 题目柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析 学生姓名 学号 专业机械工程 学院机械工程 任课教师 柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析 柱塞泵密封圈接触应力的有限元分析 1.橡胶密封圈的发展状况 柱塞泵中的密封圈多采用v型橡胶密封圈，是典型的往复式柔性密封。虽然人类对往复式柔性密封的研 究有几十年的历史，但是至今对它的认识还很不够。许多学者发现，在密封的往复行程中，在唇口与密封 表面间有一层油膜，使摩擦系数下降。60年代以后，随着流体动压润滑理论的发展，奥地利的h.blok认 为密封面的润滑问题可设想为滑动轴承流体动压润滑的逆问题，即假设已知压力分布，然后应用雷诺方程 来计算油膜厚度、速度分布、剪切应力、泄漏量与摩擦力。为求得密封表面合理的薄膜形状，首先需要解 决的问题是密封柔性元件与刚性表面间的压力分布曲线。可见，对于柱塞密封

通过有限元分析方法,考虑各部件间的相互影响,建立闸阀系统级的三维非线性有限元模型。计算钛合金阀体、座圈与闸板在外载荷作用下的应力值和变形量,分析各部件的力学性能、密封性能以及扭矩的合理性,为进一步结构优化工作提供有效的参考依据。

针对器件在密封检测过程中的失效现象,采用abaqus有限元模拟软件,建立失效器件外壳的密封试验三维仿真模型,分别对失效结构封装件和改进结构封装件进行密封测试环境下的应力计算分析。计算结果从理论上解释了失效结构在密封试验时易出现严重的因瓷件微裂纹或开裂引起的失效现象。盖板的结构直接影响外壳整体应力的形式,通过结构调整,封装件薄弱区(外壳瓷件区域)的拉应力仅为原结构的63.3%,表明通过盖板结构的改进可有效避免该类失效现象,对封装可靠性的设计有一定的指导意义。

针对在静密封条件下使用的一种新型y形橡胶密封圈,利用大型有限元软件ansys对y形密封圈在不同工作压力下的变形与受力情况进行了有限元分析,得出了相应的von-mises应力分布及接触压力分布,并预测了y形密封圈可能出现裂纹的位置,总结了y形密封圈接触压力的变化规律。

以浮动球阀的密封机理为基础,以有限元工程分析软件作为工具,论述了浮动球阀密封副密封比压在轴向、径向和周向上分布特性,分析了密封面上密封比压的分布规律,并通过实例比较了理论值与有限元分析值之间的异同,得出浮动球阀密封比压的分布规律。

采用有限元分析方法对吹瓶机吹塑pet瓶时橡胶密封圈容易出现挤隙现象进行了分析,并重新设计了2种密封结构。有限元模拟分析表明,设计的2种密封结构减小了密封圈在缝隙内的挤出部分,而且能增加接触面积和接触应力。

叙述一种采用自紧密封方式的,由锁环连接的新型快开盲板结构。并采用先进的有限元分析,依据jb4732的要求对快开盲板进行线性化应力评定,证明了这种盲板的密封方式安全可靠,结构和应力分布合理。

针对钢厂实际举升液压缸损坏失效的密封圈建立有限元模型,以位移载荷模拟实际的往复运动速度,分别做了顺行程和逆行程的结构应力分析,得出应力最大值的分布区域,与实际密封圈损坏的部位相一致,并对密封圈进行结构优化。

复合材料密封圈非线性大变形的有限元分析

通过板带轧机的工作参数,选取了主减速器的传动方案及对主要零部件进行了设计,利用三维软件完成了壳体的三维造型,并利用有限元分析软件ansys对减速器壳体进行静力分析,得出了壳体整体变形情况。

设计了管道机械接头,利用管接头件的弹塑性变形进行管道间的连接。分析了管接头的密封原理及影响其连接密封性能的主要因素,并以2″管道机械接头为例,通过建立有限元模型,运用有限元方法,对管接头的抗内压过程进行了数值模拟。有限元模拟得出该管接头承受的极限内压值为18mpa,大于其15mpa的设计工作内压值,结果显示该管接头的设计工作内压值较其模拟的极限内压值更趋保守,表明该管道接头能够实现管道间的牢固连接,密封性能可靠。

利用abaqus软件建立某柴油机曲轴前油封的二维轴对称模型,在静态条件下计算分析油封材料参数、安装过盈量、前唇角以及后唇角对油封唇口最大vonmises应力、接触压力及其分布的影响。结果表明,随橡胶硬度的增加,唇口最大接触压力几乎呈线性增长,适当提高橡胶硬度可改善密封性能;在曲轴未接触防尘唇前,唇口接触压力随安装过盈量的增大逐渐增大,当曲轴接触油封防尘唇后,油封密封唇口接触压力将减小,因此,在曲轴不接触油封的前提下应选择较大的安装过盈量;当前唇角为45°时,唇口最大接触压力取得最大值,而随后唇角的增加,唇口接触压力呈增大趋势。根据计算结果,对初始曲轴油封的材料和结构进行优化设计。试验证明,改进后的油封具有更好的密封性能。

油封密封性的优劣是液压油缸泄漏的重要原因之一。本文设计了一种检测油封密封性的比对试验方法,通过试验数据可以直观判断不同厂家同一型号油封的密封性能,并通过整车试验来验证其准确性。验证结果表明,本方法简单方便,且准确性较好。

采用非线性接触模型,建立了复合材料密封圈的大变形有限元方程,分析了这种密封圈在不同压缩量,不同减压槽半径以及不同接触区域尺寸下的变形和接触压应力的变化规律,得出密封圈安装固定与其压缩量、减压槽半径、接触区域尺寸等因素之间的关系。结果表明:密封圈的接触压应力主要是发生在密封圈的一些关键部位,其中最大压力发生在角点,在安装定位面上存在小的接触压应力,并且认为有这种接触应力存在时,安装是到位的。综合考虑过盈量、减压槽半径及各点的接触压应力与减压槽的变形率之间的关系,推荐使用0.04~0.08mm的径向安装过盈量,0.2~0.5mm的减压槽半径,减压槽变形率在25%~30%之间的密封圈比较合适。