针对某国产化活塞组合密封圈内泄漏问题,基于ANSYS Workbench模拟活塞组合密封圈装配过程的变形情况及接触应力变化情况,采用流体压力渗透载荷的加载方式模拟介质压力对密封圈弹性体的作用,研究活塞组合密封圈弹性体压缩率、硬度以及工作压力对其密封性能的影响。研究表明:弹性体上、下密封部位(BC段、DE段)最大接触应力略小于工作压力与装配下弹性体最大接触应力之和,其密封性能良好;弹性体压缩率及硬度越大,其最大接触应力越大。通过对活塞组合密封圈挡圈及导向环开口间隙以及开口角度的研究,得出挡圈厚度偏小以及导向环开口间隙偏大是导致活塞组合密封圈内泄漏的主要原因。试验结果表明:弹性体采用氢化丁晴(HNBR-80)、挡圈采用聚酯弹性体(TPEE)、导向环采用尼龙(PA66)材料的活塞组合密封圈满足某装备液压缸的使用要求。

本文利用AMESim软件对不同的液压系统建立了小负载液压缸仿真模型,根据实际产品参数对液压缸模型进行配置。由于液压缸的内泄漏特性,当活塞杆完全回收、换向阀回到中位后,在一定的时间内出现活塞杆漂移现象,本文针对某型液压缸从内漏量、工作压力、系统背压、静摩擦力4个方面对内泄漏特性的影响开展了研究。结果表明:活塞杆自动伸出的行程取决于伸出时负载和密封圈静摩擦力的大小,完全伸出所需要的时间取决于内泄漏量的大小。最终提出了防止液压缸由于内泄漏特性导致活塞杆漂移故障的措施。