用于爆炸容器的O型密封圈漏率的实验研究

爆炸容器的密封是靠密封圈和法兰密封面配合完成的,对密封的要求较高,气体泄漏率必须小于10-7 Pa·m3/s.爆炸后,大量容器内充填物在冲击波的作用下堆积在密封法兰处,密封圈受到1~2 h的升温-冷却过程.设计一种能够对O型橡胶圈漏率进行检测的密封法兰装置,并在100,150,200℃下对F117氟橡胶O型密封圈密封性能进行实验研究.结果表明:温度对漏率的影响较明显,漏率随着温度升高增大;实验所用的F117氟橡胶在压差为0.9 MPa、最高温度为200℃时,最大漏率保持在10-7 Pa·m3/s量级,符合爆炸容器密封要求;设计的法兰密封装置、实验系统以及试验方法能够满足密封圈高温下的密封性能考核要求.     

矿用液压支架千斤顶泄漏原因与排除对策分析

从液压支架千斤顶密封结构与机械制造技术两方面,分析了液压支架千斤顶使用过程中存在内泄漏与外泄漏的原因,提出了相应的密封解决方案.液压支架千斤顶的内泄漏主要发生在活塞密封方面,可采用更换活塞密封圈,包括更换全套活塞密封、导向环和O型圈等方法解决;外泄漏主要发生在导向法兰静密封、活塞杆封和缸筒焊接处,可采用更换密封圈和对焊缝进行焊接处理等方法解决.     

水下卡箍连接器金属密封圈结构优化

水下卡箍连接器金属密封圈的结构对密封性能影响很大。为得到最优的密封圈结构尺寸,通过有限元静力学分析及优化模块,分析金属密封圈所受的接触应力与结构参数之间的关系。结构优化以法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度为设计变量,最大接触应力和最小法兰轴向力为目标函数,密封圈最大等效应力为约束变量,建立水下卡箍连接器的多目标优化模型,并使用响应面方法对其进行优化,得到多目标优化下密封圈最佳的尺寸组合。结果表明:在法兰锥面倾角、密封圈圆弧半径、半宽度、边缘厚度4个参数中,法兰锥面倾角对密封圈所需轴向力影响最大,角度越小,密封圈所需要的轴向力越小;优化后的密封圈在同样接触应力时,最大等效应力降低7.7%,法兰轴向力降低37.3%。可见在密封相同压力下,优化后密封圈需要的轴向力更小,因而使用寿命更长。     

压力容器扁形螺钉自紧密封装置试验研究

本文对φ500mm的新型高压密封装置,用二种不同材料的密封圈进行了气压和液压下的密封性能试验,对法兰内外壁。顶盖和扁螺检进行了应力测试。通过实验应力测试进一步证明了这种新型高压密封装置在工作压力下完全可以安全运行。     

基于实际间隙的全回转推进器桨毂动密封性能研究

全回转推进器桨毂动密封采用O形密封,其实际间隙的改变直接导致压缩率变化,从而对密封性能产生影响。从设计角度和工作角度对桨毂密封端面的实际间隙进行分析,研究服役过程中的装配误差、实际工况和摩擦磨损导致的间隙变化规律以及相互耦合。基于该实际间隙,在ABAQUS软件中建立桨毂动密封有限元模型,分析不同压缩率和介质压力下动密封的密封性能,如Mises应力、润滑脂油膜厚度和压力等,揭示了不同间隙下桨毂动密封性能的变化规律。结果表明:随着压缩率增大,最大Von-Mises应力和最大油膜压力增加,最小油膜厚度略微减小,最大Von-Mises应力由O形密封圈与桨叶法兰主接触区和桨毂体侧壁渐渐向主接触区过渡;随着介质压力增大,最大Von-Mises应力和最大油膜压力增加,最小油膜厚度略微减小,最大Von-Mises应力由O形密封圈与桨叶法兰主接触区和桨毂体底部逐渐向法兰低压接触区过渡;最大油膜压力始终大于油压值,动密封不会发生失效;通过适当增加装配间隙和介质压力有利于密封圈在自密封作用下获得更好的密封性能。     

高压设备法兰预紧不均对其密封性的影响

高压设备由于压力波动及温度变化的影响,最常见的失效形式为法兰连接处的金属密封失效。这些设备法兰连接处的预紧力不均匀是导致其泄露的最初原因。利用Ansys软件模拟螺栓预紧力不均匀时金属垫环接触应力的分布。通过观察金属垫环的von-Mises应力分布情况反映法兰的金属密封状态。通过对模拟结果的分析得出,不同的螺栓预紧力不均匀方式,对法兰金属密封的影响程度不同。对于预防和解决实际生产中采气树等高压设备法兰的密封泄露问题具有指导意义。     

煤气用组合蝶阀

我公司生产的ＺＹＱＤ41Ｈ -6型蝶阀是煤气专用组合蝶阀 (图 1 )。该阀由双偏心金属硬密封蝶阀和硅橡胶软密封翻板阀组合为一体 ,具有双重密封的特点 ,无泄漏。该阀是煤气管道中安全的切断装置 ,经使用 ,各项性能达到用户的要求。1　结构特点煤气用组合蝶阀的阀门采用双偏心不锈钢金属硬密封结构 ,因而阀门密封性能好 ,开启灵活 ,且具有耐蚀和耐磨损等特点。驱动装置采用蜗杆传动 ,操作省力。翻板阀部分采用 3组梯形螺纹丝杠夹紧 ,具有足够的夹紧力。翻板材料为不锈钢板 ,密封圈为硅橡胶 ,其密封性能可靠 ,不泄漏。该阀结构紧凑 ,重量轻 ,体…     

汽轮机进气法兰联接螺栓紧固力矩分析与计算

通过对兰州石化某装置汽轮机进汽管线连接法兰的金属密封垫片紧固力进行分析,校核出该汽轮机进汽管线法兰连接金属密封垫片实现可靠的密封所必需的预加紧固力,依据力矩和螺栓预紧力之间的关系,实现通过力矩来控制进汽法兰连接的预加紧固力,来确保进汽法兰连接的稳定性、密封的可靠性。     

一种航天器运动机构O形轴向动密封摩擦阻力研究

针对航天器一种常用的多道冗余O形轴向动密封摩擦阻力偏大的问题,对密封圈压缩率、金属配副表面摩擦因数、装配状态等因素进行仿真和试验研究。通过试验获得密封圈压缩率与摩擦阻力的关系;建立密封圈橡胶材料与轴孔摩擦仿真模型,通过分析获得O形密封圈与不同金属副动摩擦因数可能存在关系,并通过轴孔模拟试验验证仿真结果。通过密封圈磨损部位及应力分析,探究密封圈磨损原因。结果表明：摩擦阻力随密封圈压缩率的增大呈非线性增大趋势,且压缩率越大,摩擦阻力增幅越明显,因此降低密封圈压缩率可有效降低摩擦阻力;影响密封结构摩擦阻力的关键因素在于轴与密封圈之间的摩擦因数,通过在轴表面涂覆润滑膜层,可有效降低主轴摩擦因数,从而降低摩擦阻力。     

特大型真空容器密封结构有限元变形分析和设计优化

使用有限元方法研究了某特大型真空容器采用的硬法兰单橡胶密封圈的密封结构的变形，得到了密封圈和密封槽的宽度发生变化时对密封法兰的变形及密封橡胶圈压缩量的影响及规律，为密封结构的设计优化，制订简单、可靠、方便、经济、高效的加工路线提供了理论根据。     

一种新型法兰连接垫片设计

垫片是法兰连接接口的重要密封元件,在螺栓预紧力的作用下对法兰密封面施加压紧力,由垫片填塞住法兰面凹凸不平的微观几何间隙来实现密封.文中对现有的垫片进行改进,采用一种金属波齿骨架与O型圈结合,石墨填充辅助密封的垫片结构.法兰接口的螺栓拉紧后,内侧O型圈变形量可达到40％以上,外圈橡胶圈变形接近30％,垫片能达到良好的密封效果,此时法兰接口的主要密封环节是由垫片内侧的橡胶圈在起作用.当橡胶圈的变形量达到使波齿骨架变形时,金属波齿骨架、O型圈和石墨材料三者共同起密封作用.     

大环径比O形复合金属密封件制备工艺及静力学性能研究

针对工业领域中对于大口径耐高温的金属密封件的迫切需求，开发一种将勾连交叉缠绕而成的螺旋网状金属橡胶嵌入有一定开口槽的不锈钢细环中的大环径比O形复合金属密封件，探究大环径比O形复合金属密封件的制备工艺，包含金属橡胶弹性内芯以及不锈钢包覆层两部分的制备工艺。研究4种不同孔隙度的金属橡胶密封件在准静态常温下的力学性能，分析载荷、孔隙度对金属橡胶密封件力学性能的影响。研究结果表明，复合金属橡胶密封件在高承载下具有良好的密封特性，当载荷增大后，密封件的力学性能更加趋于稳定；且随着孔隙度的减小，承载能力越来越大。基于静力学性能试验，建立含有不锈钢包覆的金属橡胶密封件的多项式拟合函数，发现六阶多项式能够较好地对试验数据进行拟合，由此可计算分析金属橡胶密封件的静刚度与位移之间的变化规律，从而可以在工程上得到更好的应用。     

高温超高压金属弹性环密封技术研究

针对氟橡胶O型圈只能使用在210℃、210 MPa的难题,设计了一种新型弹性环密封结构。该新型弹性环密封结构能使氟橡胶O型圈在250℃、250 MPa工况下安装简便、可靠密封。通过有限元分析方法,针对弹性环密封结构中的弹性环,分析各结构参数对弹性环的应力和变形的影响,快速、准确确定弹性密封结构尺寸。该密封结构在一定程度上可替代金属密封结构。     

深水艉轴密封装置摩擦副试验研究

端面摩擦副是潜艇艉轴密封装置中最重要的元件,在很大程度上决定了艉轴密封装置的使用性能和寿命。选用几种目前使用较普遍的摩擦副材料,如2Cr13不锈钢、不锈钢C钢、08Cr17N i6T不锈钢、硬质合金等与碳精环进行了匹配试验。通过对试验结果进行综合分析和比较,结果表明,硬质合金为最佳的匹配材料,且密封性能良好,在试验条件下其最大泄漏量不大于2 L/h。     

航空发动机U形金属密封环的设计与优化

针对某型发动机高压转子连接结构的密封问题,设计一种U形金属密封环,分析研究密封环的密封和强度性能,探究结构参数(包括根部倒圆、壁厚、环高、接触面曲率半径、密封环接触面角度、密封环配合件角度)对密封环最大等效应力、最大接触应力的影响,基于ANSYS Workbench优化设计模块,采用代理模型结合遗传算法的优化技术对密封环结构进行优化。结果表明:安装压缩率范围为3.56%～6.33%时,可保证安装和工作2种工况下密封和强度的要求;最大等效应力与壁厚成正比关系,而与根部倒圆和环高成反比关系;接触面曲率半径对最大等效应力影响较小,但最大接触应力随着接触面曲率半径的增加而增加;选择合适的角度范围时,密封环接触面角度和密封环配合件角度对最大等效应力、最大接触应力影响均较小。密封环结构优化后,最大等效应力在安装和工作2种工况下分别减小了34.3%和30.4%,同时密封环质量减少了6.1%。对设计的U形金属密封环随整机进行了试验,结果表明U形金属密封环密封性能良好,验证了设计的合理性。     

两种密封结构橡胶密封圈密封性对比分析*

以发动机出水口处螺栓预紧橡胶密封结构为例,分别建立橡胶密封圈在三孔和四孔螺栓装配结构下的有限元模型,利用有限元软件ABAQUS对比分析橡胶密封圈在不同螺栓装配结构下在不同工作温度下的密封性能和应力状态。结果表明:随着温度的升高,三、四孔螺栓预紧结构下密封圈的von Mises应力、接触应力、最大真实应变及接触宽度均逐渐增大;各工况下采用三孔和四孔螺栓装配结构时密封圈的密封性能相差不大且均满足密封要求,但采用三孔结构时密封圈具有更小的von Mises应力,有利于提高密封圈的使用寿命。     

悬臂式柔性支撑柱面气膜密封力学性能研究

基于三维SolidWorks软件建立柱面气膜悬臂式柔性支撑结构模型,分析柔性支撑结构对柱面气膜密封结构稳定性的影响;采用单向流固耦合的仿真方法,研究悬臂支撑板厚度、支撑结构材料、悬臂支撑数量,以及气膜操作参数转速和压差,对悬臂式柔性支撑结构和浮环的最大变形、最大应力应变有影响。结果表明：随悬臂支撑板厚度增大,平均变形量和平均等效应力减小;随悬臂支撑板数量增加,最大变形量逐渐减小,最大等效应力先增大后减小;研究的铝合金、铍青铜、不锈钢及钛合金4种悬臂支撑板中,不锈钢材料悬臂支撑板的最大变形量最小,承受的最大等效应力最大;随着转速和压差的增加,悬臂支撑板最大变形量以及最大等效应力均逐渐增加。在研究范围内,柔性支撑结构可以减小浮环的变形量,浮环变形量小于最小气膜厚度,保证了密封结构稳定运行。     

轴用VL形组合密封件装配工艺仿真研究及验证

橡塑组合密封是由橡胶圈和塑料密封环组成,安装过程中塑料环的变形对密封性能有重要影响。以轴用VL形组合密封为例,基于三维有限元仿真模型和可视化密封装配台架针对不同流程的装配工艺开展研究。利用有限元仿真还原密封圈装配过程,搭建可视化密封件装配台架,开展密封件装配试验,验证有限元仿真装配过程的准确性;提取密封界面接触压力、接触宽度等关键参数,评判密封性能;建立密封性能与装配工艺之间的关系,优化密封件安装、矫正工艺流程,解决装配过程随机化、经验化问题。试验结果表明：常温安装时密封面接触宽度要小于加温安装;对于轴用VL形组合密封,在相同介质压力条件下接触宽度越小则密封面接触压力越大,从而密封性能越好。因此可以得出常温装配时密封性能更优。     

MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响

为研究MEC密封圈结构对密封性能和结构强度的影响,以油管悬挂器MEC非金属密封为研究对象,在分析密封圈的结构与原理的基础上,考虑工作压力、安装方式和密封圈内、外过盈量的情况下,基于刚柔接触模型,建立MEC密封有限元仿真计算模型;利用单因素敏感性分析方法,研究密封圈各结构参数对密封性能和结构强度的影响.结果表明:MEC密...     

旋转式唇型圈停车密封开启全过程密封特性研究

为探究旋转式密封圈脱开全过程的密封性能参数变化,借助非线性有限元软件ANSYS,建立三维的"超弹性体"的两参数Mooney-Rivlin橡胶模型、弹簧和"刚体"的静止轴模型,研究传统唇型密封圈和2种新型唇形密封圈(G形与S形)在脱开过程中接触压力、接触宽度、摩擦力的变化规律,分析入口压力、过盈量、弹簧力、橡胶密度对脱开...