厂商 :天津昆田机械设备有限公司
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结论
(1) 油压对大Von Mises 应力影响很大,密封产品经销商,在其他参数不变的情况下,随着油压的增大,O 形密封圈大Von Mises 呈现大幅度增加的趋势; 而大接触应力和大剪切应力随着油压的增大呈小幅增加的趋势,且增幅最终趋于平缓; 总体来说,摩擦因数对O形密封圈的密封性能影响不大; 过大的装配间隙会造成O 形橡胶密封圈压缩量不足,大接触应力下降和大剪切应力上升,最终会造成密封失效,因此装配间隙不宜过大。
(2) 当温度升高时,大接触应力、大剪切应力和大Von Mises 应力都呈下降的趋势,其中温度对Von Mises 的影响大,对剪切应力和接触应力的影响较小。总体来说,密封产品总经销,在0 ~300 ℃ 温度范围内,O 形密封圈仍然符合接触面的大接触应力大于工作压力和大剪切应力小于O 形密封圈抗剪强度的要求,可以正常工作。
随着国民经济的快速发展,密封产品代理商,陆地石油资源的不断减少,海上稠油开采将会成为热点之一。海上稠油开采通常采用高温热采作业模式,因此对开采工具的高温高压密封性能要求较高。当前开采一般都是在150 ℃以下进行,开采工具的密封部件基本上都是采用简单、可靠性高的橡胶O 形圈,而橡胶O 形圈的耐用性、可靠性以及密封性能对温度比较敏感,同时对安装结构尺寸也有一定的要求。O 形密封圈简称O 形圈,是一种截面为圆形的橡胶密封圈,其成本低廉、安装和使用方便,被广泛应用于机械、汽车、动力及石油化工等领域。
对于常温下橡胶O 形圈的密封性能,目前研究报道较多,而对于高温(150 ℃以上) 下密封性能的研究,公开报道尚不多见。研究高温( 在橡胶材料可用高温度范围内) 和高压( 稠油开采要求高压强达到20 MPa) 下橡胶O 形圈的热应力耦合特性,对提升稠油高温热采工具密封性能有着至关重要的作用,可为密封部件的选择和结构优化提供理论依据和数据支撑。
模型的建立
几何模型的建立
O 形橡胶密封圈工作时依靠密封圈发生弹性变形,在密封接触面上产生接触应力,当接触应力大于密封介质的压力时,则不发生泄漏。如图1(a) 所示,当O 型密封圈装入密封槽后,其截面承受接触压缩应力而产生弹性变形,对接触面产生一定的不均匀的初始接触密封压力,即使没有介质压力或者压力很小,O 型密封圈也能靠自身的弹性力作用实现密封。如图1(b) 所示,当容腔内充入有压力的介质后,在介质压力p 的作用下,O 形密封圈发生位移,移向低压侧,且其弹性变形进一步加大,填充和封闭了密封间隙。
鉴于O 形橡胶密封圈边界条件的复杂性,对其进行有限元分析时,将密封结构作为整体分析。根据密封结构的几何形状、材料、边界条件的特点和ANSYS 的功能,O 形橡胶密封圈的模型可以简化为二维平面对称模型,并且取其1 /2 进行分析。本文作者以最常见的O 型橡胶密封圈的密封结构( 端面密封) 为例,天津密封产品,如图2 所示,建立O 形圈的几何模型。O形橡胶密封圈受到来自端面的安装预紧力的挤压,产生形变,在弹性力作用下,和接触面紧密接触,形成密封。
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