往復運動間隙密封流場仿真及密封性能研究.pdf

1、沖擊氣缸作為自動振打除灰系統(tǒng)的關鍵執(zhí)行機構，其性能決定了整個系統(tǒng)的運行，而其密封特性直接決定了沖擊氣缸的使用壽命和沖擊動能，因此提高其密封性能對改善沖擊氣缸的使用性能具有重要意義。
　　本文針對新型沖擊氣缸的活塞與缸筒之間的密封結構形式，采用數(shù)值模擬和實驗研究的方法對間隙密封結構應用在活塞與缸筒之間的密封性能進行了研究，基于泄漏量大小重點討論了密封間隙寬度、密封間隙進出口壓力差以及活塞運動速度對間隙密封性能的影響。
　　首先

2、建立活塞相對靜止狀態(tài)下，活塞與氣缸之間的間隙密封結構數(shù)學模型，基于Fluent軟件對間隙寬度為0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm，入口操作壓力從0.3MPa變化到0.5MPa時，對間隙密封內流體進行模擬仿真，得到間隙密封內流體的壓力分布、速度矢量分布以及密封間隙的泄漏量，采用線性回歸分析得到間隙密封的密封性能主要受間隙寬度控制，間隙密封應用在沖擊氣缸的活塞與缸筒之間的密封時，間隙寬度應控制在0.2mm以下。

3、>　　其次建立活塞運動時，活塞與氣缸之間的間隙密封結構數(shù)學模型，采用數(shù)值模擬方法對密封間隙為0.1mm-0.5mm，活塞速度從-3m/s變化到7m/s，密封間隙進出口壓力差從0.3MPa變化到0.5MPa時，對密封間隙內流體的壓力場、速度場及泄漏量進行分析。采用線性回歸方法分析得到當活塞運動速度恒定時，泄漏量隨入口壓力線性增大，不同活塞運動速度下，泄漏量增長率相等。密封間隙入口操作壓力恒定時，隨著密封間隙寬度的增大，泄漏量的增長隨活塞速

4、度的增長速率越來越快，表明密封間隙寬度對泄漏量大小及增長速率起決定作用。
　　最后組建由壓力傳感器、高速工業(yè)相機、振動分析儀、數(shù)據(jù)采集器等構成的實驗測試系統(tǒng)。對間隙密封在往復運動沖擊氣缸應用中的泄漏量與使用壽命進行了實驗研究。測試得到操作壓力為0.4MPa，密封間隙寬度為0.1mm時，沖擊氣缸敲擊次數(shù)可以達到11萬次。采用間隙密封結構的沖擊氣缸使用壽命顯著高于采用密封圈結構形式密封的沖擊氣缸，且間隙密封結構顯著降低了氣缸活塞與缸筒