压力补偿器密封件的有限元分析及实验研究.pdf

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1、HvdraulicsPneumatics&Seals／NO．10．2010压力补偿器密封件的有限元分析及实验研究李勇波黄豪彩牛文达(1．中南大学资源与安全工程学院，湖南长沙410012；2．浙江大学流体传动及控制国家重点实验室，浙江杭州310027)摘要：活塞式压力补偿器通常采用O型圈密封方式，增加其密封可靠性的同时，往往带来的就是启动摩擦力的显著增加，从而导致放热量的增加、O型圈的磨损、爬行现象等不利结果，这给补偿器密封件的设计带来了困难。为了合理地解决这一矛盾，以有限元法为分析手段，通过对压力补偿器的O型圈建立有限元模型，

2、仿真分析了O型圈截面直径、压缩率这两个最重要的参数对压力补偿器密封性及启动摩擦力的影响，得出结论采用较小的O型圈截面直径，较大的压缩率可以很好地保证在密封可靠的同时，保证相对较小的启动摩擦力，从而达到了优化设计的目的。通过实验验证了仿真的正确性，利用该结论设计的气密采水器的压力补偿器，在海上试验获得成功应用，进一步证明了该设计方法的正确性。关键宇：压力补偿器；0型圈；气密性；有限元中图分类号：TH136文献标识码：A文章编号：1008—0813(2010)10—0023—05ExperimentalResearchandFin

3、iteElementAnalysisofSealsinthePressureCompensatorLIYong-boHUANGHao-caiNIUWen一(1．eschoolofresourcesandsafetyengineeringofcentralsouthuniversity，Changsha，410012，China；2．TheStateKeyLaboratoryofHuidPowerTransmission&Contro1．ZhejiangUniversity，Hangzhou，310027，China)Abstr

4、act：0一ringsealingisgenerallyappliedinthedesignofthepressurecompensators．Wetrytoenhancethereliabilityofthesealingperformances，whilethestartfrictionincreasessignificantly．Anditresultsinalotofproblemssuchasheatreleaseincreasing。0-ringwornout，andcrawlphenomenon，whichbri

5、ngdificultiesfordesigningthecompensator．Inordertosolvethisproblem，wesetupaFEmodelofO—Ring．andsimulateandanalyzesomeparametershavingtheinfluencesonthesealingperformancesandthestartfrictioninpressurecompensator,suchasdiameterandcompressionrateoftheO-Ring．Andwecometoth

6、econclusionthattheO—ringofsmallsectiondiameterandbigcompressiverateinthecompensatorcanassurethehighsealingreliabilitywithacomparativesmallstartfriction，whichisdemonstratedbytheexperimentsinthelaboratory．Andthepressurecompensatorinthegas—tightsamplerdesignedwiththeco

7、nclusionwassuccessfullyappliedintheseatrim．KeyWords：pressurecompensator,O-Ring；gastightness；finiteelementO引言封件的设计提供参考依据。目前，活塞式压力补偿器已广泛地应用于采集海1压力补偿器工作原理简介水的压力容器上，但其密封件的设计大多依据经验和压力补偿器工作原理如下：压力容器采集到海水定性原则进行，难以解决既要保证其密封性好又要保后，在回收过程中，随着压力容器的提升，内外压差增证摩擦力适当地小的矛盾，因此时常带来密封件磨

8、损、大，当其达到活塞与活塞缸之间的最大静摩擦力时．活爬行现象[1]等一系列问题，基于这矛盾，本文采用有塞开始缓慢地运动，同时活塞与缸之间的摩擦力也由静限元方法，对补偿器密封件的密封性和摩擦特性进行摩擦力转化为动摩擦力，活塞开始做加速运动．随着活了分析，为其优化设计提供理论依据