【摘要】：沖擊氣缸作為自動(dòng)振打除灰系統(tǒng)的關(guān)鍵執(zhí)行機(jī)構(gòu),其性能決定了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行,而其密封特性直接決定了沖擊氣缸的使用壽命和沖擊動(dòng)能,因此提高其密封性能對(duì)改善沖擊氣缸的使用性能具有重要意義。本文針對(duì)新型沖擊氣缸的活塞與缸筒之間的密封結(jié)構(gòu)形式,采用數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究的方法對(duì)間隙密封結(jié)構(gòu)應(yīng)用在活塞與缸筒之間的密封性能進(jìn)行了研究,基于泄漏量大小重點(diǎn)討論了密封間隙寬度、密封間隙進(jìn)出口壓力差以及活塞運(yùn)動(dòng)速度對(duì)間隙密封性能的影響。首先建立活塞相對(duì)靜止?fàn)顟B(tài)下,活塞與氣缸之間的間隙密封結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型,基于Fluent軟件對(duì)間隙寬度為0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm,入口操作壓力從0.3MPa變化到0.5MPa時(shí),對(duì)間隙密封內(nèi)流體進(jìn)行模擬仿真,得到間隙密封內(nèi)流體的壓力分布、速度矢量分布以及密封間隙的泄漏量,采用線性回歸分析得到間隙密封的密封性能主要受間隙寬度控制,間隙密封應(yīng)用在沖擊氣缸的活塞與缸筒之間的密封時(shí),間隙寬度應(yīng)控制在0.2mm以下。其次建立活塞運(yùn)動(dòng)時(shí),活塞與氣缸之間的間隙密封結(jié)構(gòu)數(shù)學(xué)模型,采用數(shù)值模擬方法對(duì)密封間隙為0.1mm-0.5mm,活塞速度從-3m/s變化到7m/s,密封間隙進(jìn)出口壓力差從0.3MPa變化到0.5MPa時(shí),對(duì)密封間隙內(nèi)流體的壓力場(chǎng)、速度場(chǎng)及泄漏量進(jìn)行分析。采用線性回歸方法分析得到當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)速度恒定時(shí),泄漏量隨入口壓力線性增大,不同活塞運(yùn)動(dòng)速度下,泄漏量增長(zhǎng)率相等。密封間隙入口操作壓力恒定時(shí),隨著密封間隙寬度的增大,泄漏量的增長(zhǎng)隨活塞速度的增長(zhǎng)速率越來越快,表明密封間隙寬度對(duì)泄漏量大小及增長(zhǎng)速率起決定作用。最后組建由壓力傳感器、高速工業(yè)相機(jī)、振動(dòng)分析儀、數(shù)據(jù)采集器等構(gòu)成的實(shí)驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。對(duì)間隙密封在往復(fù)運(yùn)動(dòng)沖擊氣缸應(yīng)用中的泄漏量與使用壽命進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。測(cè)試得到操作壓力為0.4MPa,密封間隙寬度為0.1mm時(shí),沖擊氣缸敲擊次數(shù)可以達(dá)到11萬(wàn)次。采用間隙密封結(jié)構(gòu)的沖擊氣缸使用壽命顯著高于采用密封圈結(jié)構(gòu)形式密封的沖擊氣缸,且間隙密封結(jié)構(gòu)顯著降低了氣缸活塞與缸筒之間的摩擦力,保證了氣缸的沖擊動(dòng)能。
【學(xué)位授予單位】：武漢工程大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ545

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本文編號(hào)：2696617