柔性軸往復(fù)密封研發(fā)和性能分析.pdf

1、柔性軸具有較好的變形回彈性能，廣泛應(yīng)用于航天、化工等多個(gè)領(lǐng)域。但由于表面不規(guī)則、柔性變形等特點(diǎn)，在運(yùn)動(dòng)時(shí)的密封問(wèn)題尤為突出。因而，提出了一種具有可調(diào)控、自增壓、低能耗特點(diǎn)的柔性軸往復(fù)密封裝置并申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專(zhuān)利。采用有限元計(jì)算和試驗(yàn)相結(jié)合的方法深入系統(tǒng)地研究了柔性軸往復(fù)密封的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能。
　　采用ABAQUS軟件，建立了柔性軸往復(fù)密封靜態(tài)有限元模型。分析了預(yù)裝和加壓的靜態(tài)工況下密封件和柔性軸的變形及應(yīng)力分布，確定了評(píng)價(jià)柔性軸往

2、復(fù)密封靜態(tài)性能的技術(shù)指標(biāo):強(qiáng)度安全裕量、接觸應(yīng)力裕量和靜摩擦力裕量，分別反映密封件的強(qiáng)度性能、靜密封性能和啟動(dòng)性能。研究了工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜態(tài)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:隨調(diào)控壓力的增加密封件的強(qiáng)度性能和啟動(dòng)性能降低，靜密封性能增加。介質(zhì)壓力可以在一定程度上改善密封件的強(qiáng)度性能和啟動(dòng)性能。采用單參數(shù)和正交優(yōu)化的方法，研究了增壓系數(shù)、變形系數(shù)、間隙系數(shù)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)靜態(tài)性能的影響規(guī)律。得到了最優(yōu)靜態(tài)性能下的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合方案。
　　建

3、立了柔性軸往復(fù)密封動(dòng)態(tài)有限元模型。對(duì)比分析了密封動(dòng)態(tài)和靜態(tài)時(shí)的變形和應(yīng)力分布特點(diǎn)。提出了評(píng)價(jià)動(dòng)態(tài)性能的技術(shù)指標(biāo):泄漏率、動(dòng)摩擦力、密封功耗。研究了調(diào)控壓力和介質(zhì)壓力對(duì)動(dòng)態(tài)性能的影響規(guī)律。結(jié)果表明:當(dāng)調(diào)控壓力大于介質(zhì)壓力時(shí)泄漏率較小，動(dòng)摩擦力和密封功耗隨調(diào)控壓力的提高呈線(xiàn)性增加的趨勢(shì)，隨介質(zhì)壓力的提高呈線(xiàn)性減小的趨勢(shì)。綜合分析了調(diào)控壓力、介質(zhì)壓力和泄漏率之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系，得到了三者的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并擬合了關(guān)聯(lián)公式。根據(jù)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的研究成果，

4、總結(jié)了柔性軸往復(fù)密封的設(shè)計(jì)方法，降低了設(shè)計(jì)時(shí)間成本，縮短了設(shè)計(jì)周期。
　　研制了柔性軸往復(fù)密封和試驗(yàn)系統(tǒng)，完成了摩擦力和密封性能試驗(yàn)。驗(yàn)證了柔性軸往復(fù)密封在實(shí)際工況中良好的密封性能和運(yùn)行性能。試驗(yàn)結(jié)果與有限元分析的結(jié)論進(jìn)行了對(duì)比，驗(yàn)證了有限元分析的正確性。
　　通過(guò)對(duì)柔性軸往復(fù)密封的性能研究，驗(yàn)證了柔性軸往復(fù)密封的實(shí)用效果。柔性軸往復(fù)密封的成功研發(fā)，為高壓、高速往復(fù)密封技術(shù)提供了全新的思路，為柔性軸類(lèi)密封技術(shù)和實(shí)現(xiàn)高效調(diào)控積