金屬橡膠密封件往復(fù)軸動(dòng)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(qiáng)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(lǐng)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(fù)軸動(dòng)密封的金屬橡膠密封件尚鮮有研究。本文針對(duì)往復(fù)軸動(dòng)密封展開了關(guān)于金屬橡膠密封件密封性能的研究。
　　往復(fù)軸動(dòng)密封中初始狀態(tài)下密封件與軸之間的接觸應(yīng)力分布對(duì)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(yīng)力產(chǎn)生原因；利用半平面無

2、限問題的求解方法，推導(dǎo)了金屬橡膠彈性體的接觸應(yīng)力分布計(jì)算公式；分析了包覆層的變形規(guī)律，推導(dǎo)了包覆層由周向拉伸產(chǎn)生的接觸應(yīng)力分布計(jì)算公式；針對(duì)實(shí)際安裝尺寸的密封件進(jìn)行了接觸應(yīng)力分布的實(shí)例計(jì)算。
　　利用密封件變形應(yīng)力、接觸應(yīng)力和液壓油壓力三者之間的平衡關(guān)系建立了金屬橡膠密封件動(dòng)密封數(shù)學(xué)模型。通過分析相對(duì)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下金屬橡膠密封件的密封過程，對(duì)密封件的幾何輪廓和變形進(jìn)行了合理的簡化和假設(shè)，利用迭代的思想進(jìn)行了接觸應(yīng)力分析、流體力學(xué)分析、

3、密封件變形分析，得出運(yùn)動(dòng)過程中平衡狀態(tài)下密封件在接觸區(qū)域內(nèi)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(fù)軸動(dòng)密封中產(chǎn)生泄漏的原因，將液壓油的泄漏歸結(jié)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(xué)中描述一維層流簡化的Navier-Stokes方程，對(duì)初始狀態(tài)下、軸伸出過程和縮回過程中的泄漏進(jìn)行了分析，并利用Persson接觸理論推導(dǎo)了適用于金屬橡膠密封件的泄漏率計(jì)算公式。
　　對(duì)金屬橡膠密封專用試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行