【摘要】：利用有限元軟件ANSYS模擬分析了往復(fù)運(yùn)動(dòng)Y形密封圈的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)密封性能。研究了短唇傾角、唇谷高2個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)Y形密封圈靜態(tài)密封性能的影響;分析了工作油壓、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度和摩擦系數(shù)3個(gè)工況參數(shù)對(duì)Y形圈動(dòng)態(tài)密封性能的影響。結(jié)果表明:當(dāng)短唇傾角在6°~10°,唇谷高在5~6 mm時(shí),Y形圈的靜態(tài)密封性能較好,且隨著短唇傾角和唇谷高的增加,其靜態(tài)性能增強(qiáng);當(dāng)工作油壓小于10 MPa、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度在0.2~0.5 m/s時(shí),Y形圈的動(dòng)態(tài)密封性能較好,而密封圈與活塞桿間的動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)對(duì)其密封性能影響不明顯。
【圖文】：

液壓與氣動(dòng)2017年第6期封圈為研究對(duì)象，Y形密封圈的型號(hào)為Y50×60×10(GB/T10708．1-2000)，其安裝尺寸和示意圖如圖1所示�；钊麠U的直徑為50mm，溝槽基本尺寸為4mm×12mm，密封圈安裝完成后，活塞桿和缸蓋之間的間隙為0．1mm，hv為唇谷高，α為短唇的傾角。圖1Y形圈的安裝尺寸該Y形密封圈工作壓力范圍為0～20MPa，額定工作速度v=1m/s，工作溫度范圍0～80℃。1．2Y形密封圈有限元建模Y形密封圈材料為腈基丁二烯橡膠(NBＲ)，其硬度IＲHD為85，彈性模量E=69MPa;泊松比μ=0.499;采用2項(xiàng)參數(shù)的Mooney-Ｒivlin模型描述其力學(xué)性能，，其函數(shù)關(guān)系式如式(1):W=C10(I1－3)+C01(I2－3)(1)式中，W為應(yīng)變勢(shì)能函數(shù);I1和I2分別為第一和第二Green應(yīng)變不變量。C10和C01為Ｒivlin系數(shù)，均為正定常數(shù)。取C10=1．87MPa，C01=0．47MPa［10］。活塞桿和密封腔體材料均為45號(hào)鋼，彈性模量E=210GPa，泊松比υ=0．31;活塞桿與密封圈相互運(yùn)動(dòng)摩擦系數(shù)為0．01，靜摩擦系數(shù)為0．2。劃分網(wǎng)格時(shí)，Y形密封圈采用二維4節(jié)點(diǎn)超彈性單元HYPEＲ56，帶有混合U-P方程;活塞桿和缸蓋采用二維實(shí)體結(jié)構(gòu)單元PLANE183;選取TAＲGE169作為接觸單元，CONTA172作為目標(biāo)單元。密封的動(dòng)態(tài)分析過(guò)程分三步，第一步壓縮模擬Y形圈安裝過(guò)程，即通過(guò)將活塞桿徑向移動(dòng)擠壓密封圈得到初始模型;第二步在流體側(cè)施加流體壓力;第三步給活塞桿一定的位移量模擬活塞桿的往復(fù)運(yùn)動(dòng)如圖2所示。2結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)Y形密封圈靜態(tài)密封性能的影響Y形橡膠密封圈在初始安裝時(shí)使密封唇具有一定的過(guò)盈量，密封唇在寬的壓力范圍內(nèi)以線性接觸面與圖2Y形密封圈的有限元模型活塞桿接觸，達(dá)到密封效果。油壓作用下，密封唇圓周方向的變形使密封面的接觸寬度和接

封圈的有限元模型活塞桿接觸，達(dá)到密封效果。油壓作用下，密封唇圓周方向的變形使密封面的接觸寬度和接觸應(yīng)力相應(yīng)增大，實(shí)現(xiàn)自緊密封［11］，而密封面的接觸寬度和接觸應(yīng)力主要取決于Y形密封圈的短唇傾角α和唇谷高h(yuǎn)v的大小，通過(guò)短唇傾角和唇谷高的變化對(duì)接觸面接觸壓力影響分析Y形密封圈的靜態(tài)密封性能。2．1短唇傾角α對(duì)接觸面接觸壓力的影響取Y形密封圈唇谷高h(yuǎn)v=5．6mm壓力為0(初始安裝)和油壓為10MPa兩種情況下，變化短唇傾角α，獲得了安裝完成后(p=0)和工作壓力10MPa時(shí)密封面接觸應(yīng)力云圖，分別如圖3和圖4所示�？梢�(jiàn)，當(dāng)α在8°～18°之間變化時(shí)，兩種壓力下的接觸應(yīng)力分布形式基本一致，且密封接觸面的最大接觸應(yīng)力出現(xiàn)在短唇最外側(cè)(初始狀態(tài)與活塞桿接觸的地方)，接觸應(yīng)力分布滿足密封的條件。圖3初始安裝狀態(tài)時(shí)不同短唇傾角的Y形圈接觸應(yīng)力云圖56逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄逄

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【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2586024