液压缸活塞密封结构对启动压力与内泄漏的影响研究

摘要

对于普通液压缸，要求活塞密封结构在保证低泄漏量的基础上尽量降低启动压力；对于类似伺服液压缸的高频响低摩擦液压缸而言，不仅要求启动压力要低，并且希望内泄漏量也较小。液压缸启动压力过大时由机械摩擦造成的死区非线性很大，响应速度降低，磨损加剧；内泄漏量过大时，液压缸容积效率下降，达不到性能要求。启动压力和内泄漏量本身就是一对矛盾，因此，应根据对液压缸低启动压力或高频响的要求来在进行液压缸活塞密封设计。
　　液压缸活塞密封多数采用格莱圈密封件，本文采用ABAQUS有限元软件仿真分析了液压缸活塞格莱圈密封沟槽槽口倒角、沟槽宽度、沟槽深度和密封间隙等密封结构参数对启动压力和内泄漏量的影响规律。
　　分析表明，液压缸活塞格莱圈密封结构参数对启动压力和内泄漏量的影响规律如下：（1）当介质压力一定时，沟槽槽口倒角增大，密封面间的接触压力增大，启动压力增大，内泄漏量减小；沟槽宽度、深度和密封间隙增大，密封面间的接触压力减小，启动压力减小，内泄漏量增大。（2）沟槽槽口倒角、沟槽宽度、沟槽深度和密封间隙一定时，介质压力增大，密封面间液相薄膜增厚，接触压力增大，启动压力增大，内泄漏量减小。
　　最后，设计了液压缸活塞密封结构参数对启动压力、内泄漏量及控制系统影响的验证实验，并开发了液压缸活塞格莱圈密封结构对启动压力和内泄漏量影响的数值分析系统。

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第1章 绪论

1.1 课题研究的背景与意义

1.2 液压缸密封结构形式分类

1.3 液压缸密封技术国内外研究现状

1.4 论文主要研究内容

第2章 液压缸活塞典型密封结构有限元模型建立

2.1 格莱圈密封原理

2.2 格莱圈密封结构非线性问题

2.3 组合结构中O形圈橡胶材料超弹性体理论

2.4 液压缸活塞典型密封结构—格莱圈的有限元模型建立

2.5 本章小结

第3章 液压缸活塞密封结构参数与启动压力、内泄漏量之间的关系

3.1 液压缸对活塞密封的要求

3.2 液压缸活塞密封结构参数与启动压力之间的关系

3.3 液压缸活塞密封结构参数与内泄漏量之间的关系

3.4 本章小结

第4章 液压缸活塞格莱圈密封结构参数对启动压力和内泄量影响的仿真分析

4.1 密封结构参数对格莱圈密封特性的影响分析

4.2 密封结构参数对启动压力的影响规律分析

4.3 密封结构参数对内泄漏的影响规律分析

4.4 本章小结

第5章 密封结构参数对电液比例控制系统性能的影响验证实验设计

5.1实验方案设计

5.2 液压缸启动压力测量

5.3 液压缸内泄漏量测量

5.4 液压缸活塞格莱圈密封结构参数对电液比例控制系统性能影响

5.5 本章小结

第6章 液压缸活塞格莱圈密封结构对启动压力和内泄漏量影响的数值分析系统设计

6.1 数值分析系统总体设计

6.2 具有在线参数传递接口的液压缸活塞格莱圈密封结构模型建立

6.3 本章小结

总结与展望

一、 总结

二、 展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

附录B 科研实践