金屬橡膠密封件往復軸動密封性能研究.pdf

1、金屬橡膠材料具有耐高壓、耐腐蝕、耐輻射、工作溫度范圍大、承載能力強及不易老化等優(yōu)良特性，這些特性決定了其可以用于解決我國航空航天領域、國防武器裝備等苛刻工況下存在的密封難題。然而，用于往復軸動密封的金屬橡膠密封件尚鮮有研究。本文針對往復軸動密封展開了關于金屬橡膠密封件密封性能的研究。
　　往復軸動密封中初始狀態(tài)下密封件與軸之間的接觸應力分布對密封性能有重要的影響。建立了過盈裝配狀態(tài)下的接觸模型，分析了接觸應力產生原因；利用半平面無

2、限問題的求解方法，推導了金屬橡膠彈性體的接觸應力分布計算公式；分析了包覆層的變形規(guī)律，推導了包覆層由周向拉伸產生的接觸應力分布計算公式；針對實際安裝尺寸的密封件進行了接觸應力分布的實例計算。
　　利用密封件變形應力、接觸應力和液壓油壓力三者之間的平衡關系建立了金屬橡膠密封件動密封數(shù)學模型。通過分析相對運動狀態(tài)下金屬橡膠密封件的密封過程，對密封件的幾何輪廓和變形進行了合理的簡化和假設，利用迭代的思想進行了接觸應力分析、流體力學分析、

3、密封件變形分析，得出運動過程中平衡狀態(tài)下密封件在接觸區(qū)域內的變形及泄漏間隙的變化。
　　通過分析金屬橡膠密封件在往復軸動密封中產生泄漏的原因，將液壓油的泄漏歸結為壓差流和剪切流。利用同心圓柱環(huán)形間隙泄漏模型和流體力學中描述一維層流簡化的Navier-Stokes方程，對初始狀態(tài)下、軸伸出過程和縮回過程中的泄漏進行了分析，并利用Persson接觸理論推導了適用于金屬橡膠密封件的泄漏率計算公式。
　　對金屬橡膠密封專用試驗臺進行