以仿真转台液压马达密封结构为研究对象,利用有限元分析软件ABAQUS建立其有限元模型,采用罚函数技术和库仑摩擦模型对O形密封圈和马达密封副间的摩擦接触进行有限元分析,研究O形密封圈材料硬度对接触压力、密封圈Mises应力和密封圈与马达密封副间接触面积的影响,分析接触压力、密封圈Mises应力峰值和接触面积的分布规律。结果表明:接触压力随O形密封圈材料硬度的变化呈“驼峰”式变化;在“驼峰”位置随材料硬度的增加而增大;材料硬度小于85 HA时,对O形密封圈Mises应力的影响并不明显;材料硬度大于85 HA时,Mises应力增大幅度变大,容易导致密封圈损坏;密封圈与马达轴间静接触面积整体上随密封圈材料硬度的增大而减小,故应尽量控制密封圈硬度,保证足够的接触面积。

分析了抽水蓄能电厂水泵水轮机平面静密封、旋转运动密封和往复运动密封3种O形密封圈的失效形式及其原因,并提出了针对性的解决方法。最后对密封圈的设计提出了建议。

利用大型有限元分析软件ABAQUS建立O形密封圈的三维有限元模型,在内轴转速为766r/min、逐步增加水压到2MPa的条件下,分析了动密封结构的Mises应力、接触压力和摩擦面升温幅度的变化情况。结果表明随着水压的逐步增加,Mises应力逐渐增大,应力集中现象出现在内轴与密封圈的接触区域;接触压力也随着水压的增加而增大,且接触压力大于水压,能起到密封作用;摩擦面的升温幅度也随水压的增加而升高。根据分析结果对磨损面的磨损情况进行了预测,并与试验结果进行了对比,二者所得结果基本一致。

现有的资料及文献对O形密封圈产生摩擦阻力的理论计算方法介绍甚少。这里向读者推荐一组活塞O形密封圈及活塞杆O形密封圈共同产生总摩擦阻力的理论计算公式。该组公式是以弹性力学理论为基础,通过对预压缩状态下及液压油压力作用下O形密封圈的受载和变形作详细的研究及计算而导出的。运用本文提供的总摩擦力公式计算可分别求得活塞启动,进程、反向启动及回程时由活塞O形密封圈及活塞杆O形密封圈共同产生的总摩擦阻力。

介绍了催化裂化装置富气压缩机干气密封系统的结构及其运行参数的监控。对干气密封系统在运行中出现润滑油进入密封腔、氮气携带杂质、富气返混结垢等问题进行了分析,并采取了相应的处理措施,使得干气密封系统运行平稳。在此基础上,提出了提高密封气和缓冲气差压的建议。只有对干气密封系统精心安装、精心维护,提供稳定的干燥、洁净的气源,采取有效的辅助密封措施,采用合适的操作温度和工作压力,改善工艺介质,优化干气密封系统运行环境,才能保证其长周期安全运行。

介绍了用户发现缸盖的油水混合故障情况,通过对返回件的泄漏复试、解剖分析,认为引起该故障产生的原因是喷油器铜套壁薄开裂;喷油嘴与铜套内铜垫配合不好发生漏油;喷油器回油通道堵塞导致铜套内部压力升高而开裂;冷却液质量不良使喷油器铜套腐蚀穿孔;喷油器O形圈损坏导致密封不严;喷油器嘴密封不严。通过采取以下措施使该故障得以解决严格控制铜套质量并改进铜套结构;使用材料较好的O形圈,改进O形圈安装过程控制;改进喷油器嘴配合结构;保证喷油器与铜套间垫片密封压力适当;避免连接管头部和喷油器进油口被碰伤、损伤;确保冷却液质量。

针对海洋石油开采中隔水管接头密封失效会增加大量的钻井成本,钻井液泄漏会污染海洋环境等问题,开展了隔水管接头O形密封圈密封性能的研究,确定了O形密封圈密封失效模式和失效判据。以隔水管O形密封圈为研究对象,利用大型有限元分析软件ABAQUS建立其有限元分析模型,对密封圈在不同工作压力、不同压缩率和不同密封端面角度下的密封性能进行了分析。分析结果表明,压缩率一定时,最大应力随着工作压力的增加而增加,且应力峰区位置逐渐向O形圈被挤入的位置移动;工作压力、压缩率及密封配合端面角度对O形圈最大接触应力有一定的影响,正常使用范围内,能够保证O形圈的正常密封性能;一定在压缩率范围内,剪应力随着压缩率的增加而增大明显。分析结果可以为隔水管接头O形密封圈的优化设计提供参考。

从固体发动机密封结构特点和密封可靠性出发 ,对所研究的密封结构进行分解和简化。采用接触罚单元算法 ,应用ANSYS有限元分析系统软件 ,建立橡胶密封圈的轴对称超弹性非线性问题的三维有限元分析模型 ,对固体火箭发动机密封的充分必要条件及在工况中密封界面上的接触压应力分布规律进行研究。在讨论超弹性接触问题的前提下 ,研究密封结构承受不同燃气内压时对密封接触状态的影响。通过对这些影响规律的分析 ,找出造成密封失效的可能原因 。

利用有限元分析软件ANSYS,建立了橡胶O形圈及其边界的有限元模型,分析了不同油压和初始压缩率下形状的变化和应力的分布,以及最大接触压力和油压、初始压缩率的关系,描述了O形圈可能出现裂纹的位置,为合理地安装和使用提供了理论依据。

O形密封圈失效的原因很多，该文从理论和实际应用两个方面对O形密封圈的可能失效原因进行了分析，并对O形密封圈进行了改进，验证了改进效果，最终解决了液压系统的泄漏问题，为以后解决类似问题提供了参考依据。