为分析组合密封结构密封性能,对其密封状态下应力进行仿真研究。通过静态压缩实验获取橡胶材料和聚四氟乙烯材料力学性能;建立组合密封圈的有限元模型,研究了预压缩率、侧向油压和作动器运动方向对橡胶O形圈密封性能的影响;进一步分析了运动方向对斯特封密封性能的影响。研究表明,密封圈应力与压缩率、油压成正比,运动方向对O形圈应力有影响,运动方向对斯特封应力影响较小。

面向2 MPa工作深度且未采用压力补偿的水下作业装置,探讨O形圈、格莱圈、车氏密封及泛塞等4种填料密封元件在长时间连续低速往复旋转运动中的动密封性能问题,给出基于各种填料密封元件的水下低速旋转动密封结构设计方案以及结构设计时的注意事项。通过设计试验装置并进行压力测试试验,对比分析各种填料密封元件的动密封性能差异。试验结果表明从水下低速旋转动密封性能角度来说,O形圈最优,泛塞次之,而格莱圈和车氏密封相对较差。

以燃气表中O形圈为研究对象,研究O形圈在旋转动密系统中长效密封性能;从密封机制及特点出发,对O形圈失效机制进行分析。以时间和转速作为研究主要影响因素,以压缩永久变形作为密封性能定量评价指标,进行全面试验与分析,并以二次多项式回归分析获得预测模型并进行试验验证。结果表明试验用O形圈长期密封性能可靠;使用时间与转速对O形圈压缩永久变形影响均显著,其中使用时间的影响大于转速;转速一定时,时间越长,压缩永久变形越明显,时间相同时,转速越大压缩永久变形越明显。预测模型能够较好地预测不同条件下燃气表旋转动密封性能,可应用于工程实践设计。

某核主泵机械密封发生多次低压泄漏率高事件,严重影响主泵安全稳定运行,通过机械密封解体检查,发现这多起机械密封故障是共模故障。本文对机械密封低压泄漏率高典型事件进行了根本原因分析并提出了机械密封改进建议,对机械密封静环导套进行修复,主系统泄漏量下降近一半,取得了良好效果。

基于有限元分析软件Ansys建立O形圈和矩形圈的有限元分析模型,分析对比预安装、介质压力、尺寸公差波动对两种密封圈接触压力和径向力等密封性能参数的影响。结果表明:预安装时,O形圈和矩形圈的接触压力分布差异明显,矩形圈的密封性能参数明显大于O形圈;承受介质压力时,O形圈和矩形圈的密封性能参数均随着介质压力的提高而提高,但矩形圈径向力随着介质压力的提高而提高的速度大于O形圈;尺寸公差波动时,O形圈和矩形圈的密封性能参数均随着尺寸的减小而降低,截面尺寸波动对O形圈和矩形圈密封性能参数的影响远大于内径尺寸波动的影响。

以某飞机某部位作动筒渗漏和密封圈扭转断裂的故障为切入点,利用有限元分析软件ANSYS建立O形橡胶密封圈(简称O形圈)的二维轴对称模型,对装配阶段和静压阶段下不同配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度、圆柱度和偏载对密封性能的影响进行分析。结果表明:在一定范围内,配合间隙、沟槽深度、沟槽宽度对密封性能影响较大,而圆柱度和偏载对密封性能影响较小;在允许的范围内,较小的配合间隙、合适的沟槽深度和宽度能够得到优异的密封性能。该作动筒的O形圈发生渗漏和扭转断裂的原因为密封槽宽度偏大,综合考虑,对密封槽宽度进行改进能够有效提升O形圈的密封性能。

研究不同硫化体系对丁腈橡胶动密封O形圈的影响。结果表明:4种硫化体系中,对于耐热老化性能和耐压缩永久变形性能,DCP、DCP/S并用硫化体系较好,EV硫化体系次之,CV硫化体系最差,耐动态疲劳性能则与上述规律相反。在高温模拟试验运用中,EV硫化体系各项指标综合最优。

2.1前言静态密封方法的设计和类型涵盖广泛的范围.要讨论这些不同的种类,可以将密封件分为两个基本类别:O形圈和垫圈.典型密封包含密封槽内的弹性O形圈及夹在一对法兰之间的纤维材料垫圈.在这种情况下,密封件的设计应确保其能够自动进行密封,而垫圈通常要用足够的力对其进行夹紧,同时垫圈内储存的能量会对夹紧力进行抵抗.因此,同样的装配负荷下,密封件的负荷可能比垫圈低得多.

基于修正后的Archard磨损方程结合间隙泄漏理论建立活塞密封磨损泄漏映射模型,利用Workbench有限元软件分析了活塞密封圈不同磨损程度对密封性能的影响及油液压力变化对密封泄漏的影响规律。结果表明:随着密封圈磨损程度增加,主密封面最大接触压力减小而密封宽度增大,液压缸内泄漏量呈指数级增加。该研究对活塞密封磨损状态评估与监测具有重要的理论指导意义。

针对深海勘探装备中的高压海水液压系统密封设计缺乏成熟的设计准则和方法根据大量试验结果和借助有限元分析软件对高压海水液压系统管道和接头的选择提供了可行方案。当密封压力为60MPa时组合垫圈只适用于直径小于20mm的密封而O形橡胶圈既可用于小直径的密封还可以用于大直径(不小于250mm)的密封。