往復(fù)運(yùn)動(dòng)Y形密封圈溫度場(chǎng)的研究.pdf

1、液壓技術(shù)已成為各種機(jī)械傳動(dòng)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的重要組成部分，廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)、國(guó)防等多個(gè)領(lǐng)域，其中密封圈作為液壓系統(tǒng)中的重要元件，自身性能的好壞決定著整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)能否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，所以密封技術(shù)的發(fā)展能夠推動(dòng)機(jī)械行業(yè)的更好發(fā)展。本文基于實(shí)際鋼廠舉升液壓缸 Y形密封圈的失效，以及密封圈在各行業(yè)中的重要作用，分別從密封圈的密封原理、摩擦理論、實(shí)際工況、失效形式以及生熱機(jī)理進(jìn)行了分析，采用ANSYS有限元分析軟件研究了密封圈溫度場(chǎng)的分布。
　　

2、本文確立 Y形密封圈為研究對(duì)象，介紹了液壓密封圈的失效形式，并且給出了密封圈失效的兩種判據(jù)，詳細(xì)介紹了橡膠材料的超彈性理論和橡膠材料有限元本構(gòu)模型，同時(shí)研究了有限元分析理論在傳熱學(xué)中的應(yīng)用，為后續(xù)密封圈溫度場(chǎng)的研究奠定了基礎(chǔ)。
　　根據(jù)有限元分析理論建立了密封圈在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)的生熱模型、傳熱模型以及熱邊界模型，研究了密封圈的生熱問題，其生熱的實(shí)質(zhì)在于往復(fù)工作時(shí)密封材料分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦以及密封圈面上的摩擦生熱；其傳熱問題主要是考慮三大

3、基本的傳熱方式進(jìn)行了分析，同時(shí)研究了密封圈工作時(shí)其溫度場(chǎng)的熱邊界條件。并且通過數(shù)學(xué)推導(dǎo)和分析，預(yù)測(cè)了密封圈在工作中的溫度場(chǎng)可能出現(xiàn)的分布情況。
　　采用有限元分析軟件ANSYS12.0對(duì)橡膠密封圈做溫度場(chǎng)研究，建立了密封圈的有限元模型，確定了密封圈溫度場(chǎng)仿真的各個(gè)參數(shù)，且分別以內(nèi)熱源的形式對(duì)密封圈往復(fù)運(yùn)動(dòng)順逆行程進(jìn)行熱分析，得到密封圈順逆行程的溫度場(chǎng)分布，通過分析確定了逆行程對(duì)密封圈的損耗比順行程更大；同時(shí)采用控制單變量法分析了影

4、響密封圈溫升的因素（如速度、工作壓力、損耗因子等）對(duì)其溫度場(chǎng)的影響，即密封圈溫度場(chǎng)隨各影響因素的變化情況，得到密封圈在往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中其溫度隨著工作壓力、往復(fù)運(yùn)動(dòng)速度的增大而增加，同時(shí)在密封圈設(shè)計(jì)選材時(shí)要盡可能選擇損耗因子較小的橡膠材料。
　　為降低密封圈往復(fù)運(yùn)動(dòng)過程中的溫升，本文對(duì) Y形密封圈做了增加散熱孔的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，同時(shí)分析了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的可行性；且使用ANSYS12.0有限元軟件進(jìn)行模型建立、溫度場(chǎng)仿真分析，驗(yàn)證了結(jié)構(gòu)優(yōu)化的效果，