作動器密封結(jié)構(gòu)有限元分析與實驗研究.pdf

1、密封圈經(jīng)常被人們用來解決系統(tǒng)中的泄漏問題,O型橡膠圈便是典型的彈性體壓縮變形密封形式的代表,由于其設(shè)計簡單、性能穩(wěn)定以及造價低廉等優(yōu)點而被作為常用密封元件廣泛應(yīng)用于液壓系統(tǒng)中。作為基本密封元件的O型圈在使用中最容易發(fā)生損傷,由此導(dǎo)致密封圈失效問題引起了相關(guān)設(shè)計人員的重視。
　　O型橡膠圈在使用中發(fā)生損傷的原因多種多樣,涉及到材料性能、裝配過程、結(jié)構(gòu)設(shè)計以及工作狀況等多方面的因素。密封圈失效造成的內(nèi)泄漏問題是伺服作動器系統(tǒng)中的主要故

2、障,損傷形式多種多樣,如間隙咬傷、顆粒磨損、扭曲以及永久變形等。本文對不同工況下輔助密封結(jié)構(gòu)的密封性能進行了有限元仿真研究,同時建立了作動器仿真模型,對O型圈存在磨損失效時油缸各容腔內(nèi)的脈動特性進行了分析。
　　對輔助密封結(jié)構(gòu)進行有限元仿真時存在大量的非線性接觸問題,有限元軟件abaqus特別適合用于解決此類問題。本文利用abaqus對輔助密封結(jié)構(gòu)在油壓、壓縮率和摩擦系數(shù)不同的工況下進行仿真研究,將輔助密封結(jié)構(gòu)和無擋圈的密封結(jié)構(gòu)最

3、大Mises分布以及Cpress應(yīng)力分布對比分析,得到了無擋圈結(jié)構(gòu)中橡膠密封圈發(fā)生間隙咬傷和接觸面破損的原因。而輔助密封結(jié)構(gòu)中的O型圈不會發(fā)生這些損傷,這是密封結(jié)構(gòu)中加入擋圈的合理性所在。
　　作動筒中柱塞上的密封圈發(fā)生損傷時,油缸內(nèi)的各個容腔內(nèi)部的壓力脈動特性會發(fā)生變化。在對作動器仿真模型進行試驗分析時,通過將模型中的密封圈替換成不同損傷程度損傷圈,同時改變O型圈的組合形式來模擬作動器發(fā)生的不同程度內(nèi)泄漏的工況。試驗中,通過外界