对间隙密封液压缸泄漏量仿真分析

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1、2013年7月润滑与密封July2013第38卷第7期LUBRICATIONENGINEERINGV01．38No．7DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2013．07．016间隙密封液压缸泄漏量仿真分析蒋俊郭媛曾良才湛从昌付曙光(1．武汉科技大学机械自动化学院湖北武汉430081；2．武汉冶金管理干部学院湖北武汉430081)摘要：针对间隙密封液压缸，采用CFD技术对不同结构的间隙内部流场进行仿真分析，得出流场分布及速度分布，并计算出液压缸的泄漏量，以寻求间隙密封液压缸的最优结构。液压缸的泄漏量随活塞速度、间隙

2、的增大而增大，在加工精度允许条件下，可通过减小间隙来减小泄漏量。关键词：液压缸；间隙密封；泄漏量中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：0254—0150(2013)7—075—5SimulationandAnalysisofLeakageforClearanceSealofHydraulicCylinderJiangJunGuoYuanZengLiangcaiZhanCongchangFuShuguang(1．CollegeofMachineryandAutomation，WuhanUniversityofScienceand

3、Technology，WuhanHubei430081，China；2WuhanCollegeofMetallurgyandPe~onnelAdministration，WuhanHubei430081，China)Abstract：Tosolvethesealleakageproblemofthehydrauliccylinderwithclearanceseal，theflowfieldintheclearancewithdifferentstructurewasanalyzedbyCFDmethod．Thedistributio

4、nofflowfieldandvelocityfieldwasobtained，andtheleakageofdifferenttypesofclearancesealwascalculatedinordertofindtheoptimalstructureofclearancesea1．Theleakageisincreasedwiththeincreasingofpistonvelocityandgapsize，SOtheleakagecanbereducedthroughreducingthegapsizeunderthecon

5、ditionpermittedinmachiningaccuracy．Keywords：hydrauliccylinder；clearanceseal；leakage在液压系统的机械密封中，摩擦会使液压缸、面容易磨损。而且液压缸在工作过程中，由于间隙量滑阀在起动时产生爬行、振荡现象，甚至会使系统进一定，泄漏量随压差升高而增大。为此，本文作入无序运动的混沌状态，极大地降低了系统的性能。者应用CFD技术，对不同结构的间隙密封形式的内所以，对于一些要求低摩擦力、快速响应的液压缸及部流场进行仿真分析研究。液压元件，均希望取消密封圈而采用间隙密

6、封形1模型建立式⋯。尤其是伺服液压缸，其要求低摩擦力、无爬在液压缸中缸体与活塞之间是轴向往复运动，活行、频率响应高、寿命长、高可靠性，应采用间隙密塞和缸在结构上都是轴对称的，且两者之间采用间隙封以满足液压伺服系统的静、动态性能要求。密封。工作时，间隙内充满的液压油形成一环形流间隙密封在间隙中有一层薄的油膜，对运动副起场，将活塞与缸筒隔开，使两接触面在运动过程中不到润滑作用，从而降低摩擦力，提高动态性能。但发生接触(摩擦)。是，间隙密封结构不能保证泄漏，特别是环形间隙，建模时只选取间隙中的环状流体进行研究。环状泄漏量与间隙量成三次方的关

7、系，因此密封间隙结构间隙的结构如图1所示，其参数为：环形间隙内径必然带来泄漏量的增加，所以控制密封间隙量非常重d=62．5mm；环形间隙h分别取8、10、15、18、要。若间隙过大，泄漏增大；若间隙过小，缸筒内表20、25、30m；环形间隙外径D=d+h；平衡槽的槽宽W=0．8mm；平衡槽的槽深h=1mm；两平衡收稿日期：2013—01—21槽间的间距为8mm。作者简介：蒋俊(1985一)，女，研究方向为液压传动与控制E·mail：jiangjunjj2006@126．corn．78润滑与密封第38卷3．1．2．2活塞速度对节流口速度

8、的影响流体质点速度必定为0，在其附近的流体质点由于黏一∞．图9示出了间隙中流体的速度分布。可以看出：性的作用，流速也有不同程度的减小，离缸筒越远流随着活塞速度的增大，节流口处的流体速度增大，靠速越接近活塞壁面处的流速。当