针对深海液压系统x形橡胶圈密封性能分析

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1、2015年2月润滑与密封Feb．20l5第40卷第2期LUBRICAT10NENGINEERINGVo1．40No2DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．02．016深海液压系统X形橡胶圈密封性能分析张毅王国志刘桓龙邓帆(西南交通大学机械工程学院四川成都610031)摘要：利用ANSYS软件建立深海环境下工作的液压系统的x形圈密封结构的二维轴对称模型，计算X形圈在不同密封状态下的应力分布，分析压缩率、密封压力、摩擦因数等因素对其密封性能和相关应力的影响。结果表明：应力随压缩率、密封压力、摩擦因

2、数的增大而增大；静态密封时，X形圈内侧与密封槽会形成密闭空腔，不适合应用于深海环境；承载密封时，密封压力对接触应力、等效应力、剪切应力的影响依次减小；滑动密封时，摩擦应力逐渐趋于稳定，且密封压力和摩擦因数对摩擦应力影响较大。关键词：深海；密封；X形圈；应力；液压系统中图分类号：TB42文献标志码：A文章编号：0254—0150(2o15)2—085—4AnalysisofSealPerformanceforX·ringofDeep-seaHydraulicSystemZhangYiWangGuozhiLiuHuanlong

3、DengFan(CollegeofMechanicalEngineering，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：Thetwo—dimensionalaxialsymmetricmodelofX-ringsealstructureusedindeep-seahydraulicsystemwascreatedbyusingtheANSYSsoftware．ThestressdistributionofX—ringwascalculat

4、edfordifferentsealingconditions，andtheimpactofcompression，sealingpressure，frictioncoefficientonitssealingperformanceandrelatedstresswasanalyzedfordifferentsealingcondition．Theresultsshowthatthestressisincreasedalongwiththeincreasingofcompressionrate，sealingpressur

5、eandfrictioncoefficient．SomeclosedcavitiesareformedbetweeninnersideofX-ringandsealinggroove，SOtheX—ringisnotsuitabletouseindeepseaenvironmentforstaticsealing．Theimpactofsealingpressureoncon!actstress，equivalentstressandshearstressisdecreasedinturnforloadingsealing

6、condition．Thefrictionstressisgraduallytendedtobestabilizedfortheslidingsealingcondition，andthesealingpressureandfrictioncoefficienthaveagreaterim—pactonthefrictionstress．Keywords：deep-sea；seal；X—ring；stress；hydraulicsystemx形橡胶圈是在O形圈的基础上改进而来，在液究深海环境下x形圈的密封性能提供参考。压系

7、统中可以替代O形圈。与O形圈相比，x形圈1有限元分析模型具有较低的摩擦力，能较好地克服扭转，可获得更好1．1仿真模型的密封效果。深海液压系统工作在深海环境下，根据密封技术手册确定深海液压系统x形圈密在深海5000m处环境压力达到50MPa，对x形封结构及其仿真模型，如图1所示。圈的密封性能提出了更高的要求。目前，国内外学者对x形圈的密封性能的研究较少。本文作者利用ANSYS有限元软件建立了深海液压系统x形橡胶圈密封结构的二维轴对称模型，分析了不同密封状态下，压缩率、密封压力、摩擦因数等因素对其密封性能和相关应力的影响，为研

8、(a)X形圈密封结构(b)ANSYS仿真模型基金项目：国家863计划项目(2012AA091104)．收稿日期：2014—05—10图1X形圈密封结构及其仿真模型作者简介：张毅(1989一)，男，硕士研究生，研究方向为机电FiglX—ringsealstructure(a)anditssimulatio