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文檔簡介
1、斯特林發(fā)動機對密封的可靠性要求極高,其密封性能的好壞直接影響到整體系統(tǒng)的性能。本文研究的組合式帽式密封結構是斯特林發(fā)動機活塞桿的動密封裝置,要求其在一定工質壓力范圍內均能保持良好的密封性能。對此組合帽式密封結構從影響其密封性能的主要因素進行了分析,并在不同的工作環(huán)境下的工作狀態(tài)進行了有限元模擬研究,同時在已搭建的斯特林發(fā)動機活塞桿密封試驗臺進行帽式密封性能試驗,可以全面分析該帽式密封結構的密封性能并發(fā)現(xiàn)薄弱環(huán)節(jié),對提高密封可靠性具有重要
2、的意義,為斯特林發(fā)動機實際操作提供了參考。
本文首先從帽式密封動密封機理、磨損機理、預緊力等主要影響因素對其密封性能和摩擦磨損規(guī)律進行理論分析。得出帽式密封磨損機理屬剝層磨損,當橡膠O形圈在一定的徑向過盈量時,作用在密封環(huán)與橡膠圈接觸面的最大接觸應力遠大于工質壓力,有效地保證了帽式密封裝置的密封性能。
其次,文章同時也分析了填充聚四氟乙烯和橡膠的材料特性,由于橡膠屬于超彈材料,其彈性模量不能簡單地被描述,本文
3、通過實驗獲得了斯特林機活塞桿帽式密封所用的ST-M1氟橡膠的應力應變數(shù)據(jù),并利用ANSYS軟件擬合得到此橡膠的本構方程。
再次,建立了組合帽式密封結構的有限元模型,分別對安裝狀態(tài)和有工質壓力環(huán)境下的帽式密封結構進行了數(shù)值模擬研究,獲得了位移場、應力場分布及變形情況,全面分析了組合帽式密封結構在不同工質壓力下的密封性能,繪制了主密封面隨工況的變化曲線,為斯特林機實際運用中既要提高密封性能,又要減少磨損量的要求提供了指導。
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