水射流增压缸密封结构与密封件寿命研究

摘要

高压水射流技术是近年来迅速发展的一项技术，在切割、清洗、表面处理等领域有广阔的应用前景。增压缸是水射流系统中高压射流的来源，是水射流系统最重要的部件之一，其压力水平和维护周期主要受到缸内高压往复密封件性能的影响。因此，对增压缸内高压往复密封结构的密封性和密封件的使用寿命进行研究是有实际意义的，且是十分必要的。
　　本文以高压往复密封结构为研究对象，对其结构变形和密封接触压力进行了理论计算和数值模拟，对不同形状和尺寸的密封件进行了仿真研究，分析了密封件的磨损和疲劳失效。
　　首先，针对现有密封结构的不足提出改进型结构，建立有限元模型并根据密封件所处的工况确立边界条件，通过结构仿真验证其可行性。其次，对不同磨损程度的密封件进行仿真，确定密封件磨损失效的条件，改变密封件唇边厚度和O型圈压缩率以后再进行仿真，分析各个仿真结果并得到结构参数对密封件磨损寿命的影响。最后，对不同形状的密封件进行疲劳仿真，得到不同形状密封件的失效位置和疲劳寿命，再对不同的材料和压力载荷下密封件的疲劳寿命进行仿真，得出材料和压力对密封件疲劳寿命的影响，将不同压力载荷下密封件的磨损寿命和疲劳寿命进行对比，得出在不同压力下导致密封件失效的决定性因素。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1 研究背景

1.2 超高压往复密封技术发展现状

1.3 本文研究意义及内容

第2章 密封结构方案的提出和验证

2.1高压水密封结构的设计

2.2密封结构的有限元模型

2.3 结构密封性能分析

2.4 本章小结

第3章 密封件磨损寿命分析与计算

3.1 密封件的磨损失效及寿命计算

3.3 密封环唇边厚度对磨损寿命的影响

3.4 O型圈结构参数对磨损寿命的影响

3.5 本章小结

第4章 密封件疲劳失效仿真

4.1 密封材料疲劳失效机理及寿命预测

4.2 密封件疲劳仿真模型建立

4.3 不同结构密封环的疲劳失效

4.4 流体压力对密封件疲劳寿命的影响

4.5 密封件寿命综合分析

4.6 本章小结

结论

参考文献

致谢