活塞式氣泵往復(fù)密封技術(shù)研究.pdf

1、低壓、低速、干摩擦是往復(fù)密封中應(yīng)用比較少的一種工作狀態(tài)。對于此種工況下的密封形式目前研究相對較少,缺乏成熟的理論基礎(chǔ)和可靠的實驗數(shù)據(jù)。本文根據(jù)空間站環(huán)控系統(tǒng)中活塞式氣泵的實際工況和工作要求,對活塞處的密封結(jié)構(gòu)進行重新設(shè)計,力求在滿足密封要求的前提下,提高其使用壽命。
　　空間站用活塞式氣泵工作時,對活塞處的密封性能要求相對不高,但是考慮到密封設(shè)備更換的難度,對密封系統(tǒng)的使用壽命要求很高。本文通過研究實驗確定密封圈結(jié)構(gòu)為雙三角組合密

2、封圈結(jié)構(gòu),并配以工程上長用的矩形溝槽。雙三角組合密封圈結(jié)構(gòu)緊湊、安裝簡單、耐磨損、耐擠出、雙向密封,特別適用于輕型、小直徑、往復(fù)式動密封。
　　根據(jù)設(shè)計確定的密封結(jié)構(gòu)建立三維模型。使用MSC.Patran與Nastran有限元仿真軟件對密封圈在不同壓縮率、不同氣體壓力下的變形與受力情況進行了分析,得出了相應(yīng)情況下的范·米塞斯(Von Mises)應(yīng)力分布云圖,以及最大范·米塞斯應(yīng)力變化表;繪制了密封圈在不同壓縮率、不同氣體壓力情況

3、下的接觸壓力曲線圖。從范·米塞斯應(yīng)力分布云圖可以看出:在0~0.25Mp范圍內(nèi),隨著氣體壓力的增加,密封元件O形圈部分的最大范·米塞斯應(yīng)力變化不大,雙三角部分范·米塞斯應(yīng)力變化較大,峰值出現(xiàn)在主密封區(qū)邊界處;主密封區(qū)的接觸壓力相應(yīng)變大,最大接觸應(yīng)力的位置也發(fā)生變化,并始終滿足密封要求。
　　對不同配合副材料的活塞式氣泵在不同氣體壓力和不同壓縮率條件下進行摩擦力對比實驗。實驗表明:隨著壓縮率的增加,摩擦力會相應(yīng)增加;在0~0.2Mp