隔膜室蓋螺母液壓拆裝工具密封圈密封過程有限元分析

孫丹龍

摘 要： 本文實現(xiàn)了隔膜室蓋螺母液壓拆裝工具密封圈密封過程分析計算，以驗證現(xiàn)有的密封圈設(shè)計結(jié)構(gòu)能否滿足實際工作時候的密封要求。所得結(jié)論對隔膜泵液力端相關(guān)零部件的設(shè)計研發(fā)具有一定的理論指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞： 隔膜室蓋；密封過程；有限元分析

中圖分類號：TB301

1 密封圈密封分析過程

采用大型有限元模擬分析軟件ANSYS對隔膜室蓋螺母液壓拆裝工具密封圈的密封過程進行分析。密封圈橡膠材料采用Hyper182單元，采用四邊形單元進行網(wǎng)格劃分，單元大小為1.5mm.建立軸對稱有限元模型。上部的壓蓋以及下部的金屬結(jié)構(gòu)部分簡化為剛體并與密封圈上下不穩(wěn)分別定義接觸關(guān)系，上部壓蓋水平方向約束，豎直方向預(yù)壓縮2.5mm，下部剛體完全約束。第一步預(yù)壓縮分析結(jié)束之后，利用ANSYS的重啟動功能進行重啟動分析，并施加工作壓力80MPa。

2密封圈密封過程分析結(jié)果

施加預(yù)壓縮之后的最大接觸壓力Pmax=5.519MPa（如圖2.1），施加80MPa工作壓力之后的最大接觸壓力為Pmax=86.947MPa（如圖2.2），施加工作壓力后的應(yīng)力分布如圖2.3。從圖2.3可以看出最大應(yīng)力σmax=9.922MPa，位于小圓角之處，而且明顯大于其它部位，說明該部位產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此設(shè)計時可以適當(dāng)考慮改大圓角倒角值。從圖2.4可以看出施加工作壓力后密封區(qū)域的有效密封段（大于工作壓力的密封段）長度為18.74mm。

3 結(jié)論

通過分析可以得出以下結(jié)論：施加工作壓力后的接觸壓力（86.947MPa）大于工作壓力（80MPa）， 因此可以密封得住。施加工作壓力后最大接觸壓力為9.922MPa， 位于小圓角之處，該部位產(chǎn)生了應(yīng)力集中現(xiàn)象，因此設(shè)計時可以適當(dāng)考慮改大圓角倒角值。施加工作壓力后密封區(qū)域的有效密封段長度為18.74mm。

參考文獻

[1]《活塞式壓縮機設(shè)計》編寫組.活塞式壓縮機設(shè)計.北京：機械工業(yè)出版社，1974.

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