利用ANSYS有限元软件建立液压支架立柱活塞杆用蕾形橡胶密封圈有限元模型,探讨了不同介质压力下无颗粒物、有颗粒物时颗粒物位置不同对蕾形密封圈的应力及密封性能的影响。结果表明给定压缩率下,有颗粒物模型比无颗粒物的等效应力更大,随着介质压力的增大,颗粒物在起始接触点下方比在接触点上方应力更集中,蕾形密封圈磨损更严重;蕾形密封圈有颗粒跟无颗粒模型初始最大Von Mises应力均出现在导向套跟活塞杆接触区域的中间部分,该区域最先出现裂纹而引起损坏失效;工作介质压力增大,蕾形圈接触压力也随之增大,且最大接触压力始终大于介质工作压力,能够保证液压支架立柱密封性能。该研究可为蕾形密封圈磨损及密封性能研究提供参考。

对于煤矿液压支架常用蕾形密封圈的接触应力与密封性问题,首先分析蕾形密封圈的结构和密封机理,随后利用密封界面上的一维雷诺方程,分别推导活塞杆伸出时杆体表面的液体膜厚度、活塞杆收回时的液体膜厚度、以及一个伸缩周期内液体介质的泄漏量计算公式,推导结果发现通过增大唇口内侧的接触压力梯度、减小唇口外侧的接触压力梯度,可提高蕾形密封圈的密封性,最后基于以上结论提出若干密封性提高措施。