【摘要】：制動活塞的密封結(jié)構(gòu)關(guān)系著制動器制動的靈敏性和可靠性,研究制動活塞密封的失效機理對于提高制動器的制動性能有著重要的意義。針對傳統(tǒng)的制動活塞O形密封圈存在的不足,本文提出用異型密封結(jié)構(gòu)形式替代標(biāo)準(zhǔn)密封圈,以梅花形密封圈為例,基于實際工況下的各種影響因素,利用ANSYS Workbench和Fluent仿真軟件對其力學(xué)性能和密封性能進行了深入的研究分析。本文首先分析了鉗盤式制動器制動活塞的標(biāo)準(zhǔn)密封結(jié)構(gòu)形式O形密封圈和異型密封結(jié)構(gòu)形式梅花形密封圈的密封機理,建立了制動活塞梅花形密封圈在剪切應(yīng)力失效和泄漏失效兩種失效模式下的時變可靠性模型,獲得了梅花形密封圈在單一失效模式下和多種失效模式下的可靠度。根據(jù)橡膠材料的Mooney-Rivlin本構(gòu)模型對梅花形密封圈進行了靜態(tài)密封的非線性有限元分析。分析了不同的摩擦因數(shù)、制動液壓力、壓縮量對應(yīng)力的影響,結(jié)果表明梅花形密封圈的Von·Mises應(yīng)力和接觸應(yīng)力隨著摩擦因數(shù)增大而緩慢減小,隨著介質(zhì)壓力增大而增大,應(yīng)力變化波動較小,可避免應(yīng)力集中,其密封性能優(yōu)于O形密封圈,使用壽命也較長。根據(jù)流體動力學(xué)中的彈性流體動壓模型得到制動液油膜的準(zhǔn)一維流動的雷諾方程,通過有限元方法計算并提取密封接觸面上油膜的最大壓力梯度并計算制動活塞往復(fù)運動過程的油膜厚度和泄漏量。分析了不同的摩擦因數(shù)、制動液壓力、壓縮量對油膜厚度和泄漏量的影響,可以得到:梅花形密封圈相對于O形密封圈磨損量得到了減小,有較好的防泄漏能力,能夠?qū)崿F(xiàn)良好的自密封。本文的研究可獲得密封可靠、制動高效的制動活塞異型密封結(jié)構(gòu)形式,對于制動活塞密封結(jié)構(gòu)的設(shè)計和參數(shù)匹配具有重要的工程實用價值。同時本文的研究成果也可以推廣到其它同類服役環(huán)境下的密封場合,具有良好的技術(shù)經(jīng)濟效益和深遠的社會意義。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.512
【圖文】：

2. 制動鉗 3. 制動塊 4. 制動活塞 5. 制動液 6.導(dǎo)向銷 7. 制圖 1.1 盤式制動器工作原理簡圖Fig. 1.1 Working principle diagram of disc brake方面，陳鑫、吳福迪等[20]根據(jù)有限元思想，基于橡類型的異型密封結(jié)構(gòu)和相對應(yīng)的 O 形密封圈的壓

（a）矩形 （b）橢圓形 （c）骨形 （d）塔型 （e）月形 （f）O 形圖 1.2 六種不同密封件的截面Fig. 1.2 Cross section shape of six kinds of sea

鉗 2. 制動活塞 3. 密封圈 4. 制動鉗支架 5.摩擦片 6. 制圖 2.1 鉗盤式制動器Fig.2.1 The structure of caliper disc brake

【參考文獻】

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本文編號：2801363