收割机制动泵密封性能的仿真与实验研究

摘要

AZ-30598型制动泵是1000系列联合收割机制动系统的重要组成部分,其工作是否正常,直接影响着收割机的使用性能及行驶安全。在长期的使用过程中发现,现结构制动泵的泄漏是影响其正常工作的主要因素,如何防止泄漏是解决问题的关键所在。
　　 本文针对AZ-30598型制动泵的泄漏问题,做了比较详尽的分析与研究,并对制动泵的原来结构进行了改进设计,经在联合收割机上实际应用,基本解决了泄漏问题。其主要工作有以下几个方面:
　　 1.根据AZ-30598型制动泵所采用的密封结构,介绍了O形橡胶密封圈的密封形式和特点,并对O形密封圈所用的橡胶材料特性进行了研究。
　　 2.对O形橡胶密封圈的密封机理进行了分析和研究。通过分析O形橡胶密封圈的在自紧密封状态下密封接触面上的接触压力分布,阐述了O形橡胶密封圈的密封理论。指出了影响O形橡胶密封圈密封性能的一些因素,同时对泄漏量的计算进行了理论探讨。
　　 3.泄漏量的计算关键是如何求得油膜的最大压力梯度,用有限元法的ANSYS软件可以求出油膜的压力分布,从而可得到最大压力梯度。这样,通过计算机仿真就能解决泄漏量的计算问题了。
　　 4.对AZ-30598型制动泵的密封结构进行了改进设计,通过静态和动态实验验证表明:改进后的制动泵密封结构优于原始方案,基本上未产生泄漏。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 概述

1.2 AZ-30598型制动泵简介

1.2.1 工作原理

1.2.2 柱塞的密封形式

1.2.3 AZ-30598型制动泵制造及使用过程中存在的问题

1.3 课题研究意义及主要研究内容

1.3.1 课题的研究意义

1.3.2 研究的内容

1.4 密封的国内外研究现状

1.4.1 国外研究状况

1.4.2 国内研究状况

第2章 O形橡胶密封圈密封及橡胶特性

2.1 密封概述

2.1.1 密封的重要意义

2.1.2 密封分类

2.2 O形橡胶密封圈及其密封

2.2.1 O形橡胶密封圈应用与发展

2.2.2 O形橡胶密封圈的特点

2.2.3 O形橡胶密封圈的沟槽形状

2.3 橡胶材料的性能

2.3.1 合成橡胶的特点

2.3.2 橡胶的力学特性分析

2.3.3 橡胶的摩擦特性分析

2.3.4 橡胶的磨损分析

2.3.5 影响橡胶磨损的因素

2.4 本章小结

第3章 O形橡胶密封圈的密封特性分析

3.1 概述

3.1.1 密封基本理论

3.1.2 O形密封圈密封原理

3.2 液体的缝隙流动分析

3.2.1 平行平板缝隙流动

3.2.2 圆环缝隙流动

3.3 O形橡胶密封圈的静密封研究

3.3.1 静密封机理

3.3.2 整体位移的形成分析

3.3.3 自紧密封的接触压力分析

3.4 O形橡胶密封圈的动密封研究

3.4.1 密封面间的润滑油膜的形成

3.4.2 用于往复运动密封时的密封原理

3.4.3 承受单向压力脉冲的O形密封圈密封的动态特性分析

3.5 设计参数对O形圈密封性能的影响

3.5.1 密封沟槽宽度的影响

3.5.2 缸筒与柱塞的间隙的影响

3.5.3 柱塞槽口倒角半径的影响

3.5.4 O形密封圈截面参数的影响

3.5.5 橡胶材料参数的影响

3.5.6 O形密封圈压缩率的影响

3.5.7 同轴度的影响

3.6 AZ-30598型制动泵泄漏原因分析

3.6.1 设计参数的不合理引起的泄漏

3.6.2 加工与装配不当所引起的泄漏

3.7 柱塞密封泄漏量的理论计算

3.7.1 计算的理论基础

3.7.2 泄漏量的计算方法

3.8 本章小结

第4章 密封特性的仿真研究

4.1 有限元简介

4.2 ANSYS介绍

4.3 O形橡胶密封圈有限元模型的建立

4.3.1 计算模型

4.3.2 有限元分析模型

4.3.3 分析有限元模型的建立

4.4 计算结果及分析

4.4.1 不同压缩率下O形橡胶密封圈的应力分布

4.4.2 相同压缩率不同油压下O形密封圈的压力分布

4.5 压力梯度的有限元求解

4.5.1 外行程油压侧最大压力梯度的求解

4.5.2 外行程油压侧最大压力梯度的求解

4.5.3 泄漏量的计算结果

4.5.4 同轴度对密封性能影响的有限元分析

4.5 本章小结

第5章 实验研究

5.1 AZ-30598型制动泵密封结构的改进设计

5.1.1 引起泄漏的因素

5.1.2 密封结构的改进设计

5.2 静态实验

5.2.1 实验系统的组成

5.2.2 实验步骤

5.3 动态实验

5.3.1 实验系统的组成

5.3.2 实验步骤

5.6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢

个人简历