基于數(shù)值計算的油封增效性能研究.pdf

1、油封是機(jī)械設(shè)備中的重要元件，其密封性能的好壞直接影響機(jī)械設(shè)備的使用效果和使用壽命。靜止時，由于油封的唇口和軸之間為過盈配合，油封唇口緊緊抱緊軸表面，從而保證潤滑油不泄露;工作時，唇形密封圈的密封唇和軸之間通常會形成一層很薄的流體動壓油膜，該油膜起潤滑作用并密封腔體內(nèi)的介質(zhì)。本論文集成了有限元建模和對密封區(qū)域建立的彈流混合潤滑的數(shù)值模型，對油封的密封性能進(jìn)行分析研究，可以快捷、高效地完成油封的增效設(shè)計。
　　利用ABAQUS有限元軟

2、件模擬分析了油封在靜態(tài)和動態(tài)兩種狀態(tài)下的密封性能。靜態(tài)條件下，建立了油封的二維有限元模型，分別對有無彈簧兩種情況下的過盈量、彈簧勁度系數(shù)、理論接觸寬度和兩側(cè)唇角對油封靜態(tài)密封指標(biāo)接觸壓力和接觸寬度的影響進(jìn)行了分析;動態(tài)條件下，建立了油封的三維有限元模型，并分析了旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速和唇口與軸之間的摩擦系數(shù)對油封摩擦力和摩擦扭矩的影響。結(jié)果表明，在過盈量相同的情況下，帶彈簧的油封密封性能高于不帶彈簧的油封，且油封的密封性能隨彈簧勁度系數(shù)的增加而提高

3、，隨理論接觸寬度的增大而降低;密封的摩擦扭矩隨摩擦系數(shù)的增加而增大，但軸的轉(zhuǎn)速變化對其影響不大。
　　基于流量因子統(tǒng)計學(xué)方法建立了密封區(qū)域的混合潤滑數(shù)值模型，耦合考慮了油膜流體力學(xué)分析、唇口粗糙峰接觸力學(xué)分析以及密封唇彈性變形分析，整個耦合迭代過程通過MATLAB編程實現(xiàn)。在得到流體壓力分布和油膜厚度分布之后，進(jìn)一步對油封密封性能的兩大評價指標(biāo)泵吸率和摩擦扭矩進(jìn)行求解。分析了唇口粗糙度、旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速、工作壓力以及初始過盈量等參數(shù)對流