往复轴密封元件的密封性能研究

摘要

与其他密封结构相比，O形橡胶圈密封结构具有结构简单、密封可靠，没有受力螺栓，省去了金属垫片；加工要求和精度较低，安装拆卸方便快捷的特点。
　　 除灰装置工作时，运行环境对其密封性能要求很高。在该装置上采用O形圈密封结构，对O形圈和其安装沟槽进行设计，并着重对确定的密封元件的密封性能进行了研究和有限元分析，得到了最适合除灰装置的密封材料和密封结构。
　　 对设计确定的密封结构，本文使用ANSYS对O形密封圈在不同的压缩率及不同的流体压力情况下的变形与受力情况进行了计算，得出了相应情况下等效柯西(Von Mises)应力分布云图与变化情况表，绘制了在不同压缩率、流体压力情况下的接触压力曲线图。从等效柯西应力分布云图可以看出：随着流体压力的增加，密封件截面上的等效柯西应力相应增加，且应力峰区的位置也相应改变。从接触压力曲线图可以看出：在不同流体压力作用下，密封件与活塞杆接触面上的最大接触压力始终大于流体压力，满足密封条件。经试验，密封结构密封性能良好。

目录

文摘

英文文摘

第1章 绪论

1.1 密封技术及其分类

1.1.1 密封

1.1.2 密封分类

1.2 往复密封

1.3 往复密封技术的发展

1.3.1 往复密封技术的现状

1.3.2 往复密封元件的发展

1.3.3 O形圈用于往复运动密封时的密封原理

1.4 课题的来源及其意义

1.5 本文的主要研究内容和研究方法

第2章 往复密封系统的设计方法

2.1 传统设计方法

2.2 现代设计方法

2.3 往复密封系统对密封元件的基本要求

2.3.1 O形圈用于往复运动密封时对材料的要求

2.3.2 橡胶超弹理论简介

2.3.3 橡胶材料的有限元本构模型

2.3.4 橡胶材料的选取

2.4 往复密封系统的设计步骤

2.4.1 O形橡胶圈密封的设计

2.4.2 O形圈密封的沟槽设计

2.5 ANSYS接触分析

2.6 O形圈密封结构的研究现状

2.6.1 国外O形圈密封结构的研究现状

2.6.2 国内O形圈密封结构的研究现状

第3章 橡胶O形密封圈的有限元分析

3.1 O形圈的有限元分析方法

3.2 V形沟槽条件下O形密封圈的有限元分析

3.2.1 V形沟槽实体模型

3.2.2 V形沟槽有限元模型

3.2.3 初始边界条件

3.2.4 求解载荷步

3.2.5 计算结果处理

3.3 矩形沟槽条件下O形密封圈的有限元分析

3.3.1 矩形沟槽实体模型

3.3.2 矩形沟槽有限元模型

3.3.3 初始边界条件

3.3.4 求解载荷步

3.3.5 计算结果处理

3.4 O形圈最佳材料的确定

3.5 O形密封圈使用情况分析及处理

3.5.1 O形密封圈使用情况分析

3.5.2 失效准则和失效判据

第4章 密封性能试验

4.1 密封有效性的评价

4.2 O形橡胶圈的密封结构

4.3 密封性能试验

4.3.1 试验研究目的

4.3.2 密封性能试验台及其试验系统的设计

4.4 密封性能参数的测量技术

4.4.1 介质压力的测量

4.4.2 介质温度的测量

4.4.3 泄漏量的测量

4.5 密封性能试验结果分析

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

参考文献

附录：作者在硕士期间已发表和待发表的文章

致谢