双唇型油封的密封性能及其结构优化

发布时间：2021-06-02 18:53

　　利用有限元分析软件模拟分析双唇油封主唇区域的静态接触压力分布,并与单唇油封的静态接触压力进行比较;同时分析双唇油封安装后副唇的位移和变形。结果表明:油封的腰部结构不同导致双唇油封主唇区域密封效果低于单唇油封;副唇的位移和变形导致在实际运行中副唇与旋转轴存在空隙,影响防尘效果。为改善双唇油封的性能,提出采用渐进式腰部结构代替原弓形腰部结构和采用较长的防尘唇的双唇型油封结构优化方案。结果表明:采用渐进式腰部结构的双唇油封的主唇口接触压力曲线更接近单唇油封,密封效果优于普通双唇油封;采用较长的防尘唇,且安装时使防尘唇与旋转轴之间具有一定的过盈量,可以使防尘唇在油封装配变形后仍保持与旋转轴接触,减少了防尘唇唇尖与旋转轴之间的空隙,能够有效地提升防尘效果。 

【文章来源】：润滑与密封. 2020,45(07)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

油封的有限元模型

通过对双唇型和单唇型2种油封的有限元模拟仿真,得到主唇口的压力变化曲线,如图3所示。可见,所分析的2种油封在相同的工作条件下,其唇口接触压力分布形状均满足油封的密封要求。这一分析结果与文献[11-13]的结果一致。从图3可以看出,2种油封唇口的接触压力在轴向的分布趋势一致;在接触区域,流体侧压力最大,在空气侧又逐渐减少为0。由于2种油封拥有相同的理论接触宽度和空气侧与流体测唇角,使其在几乎相同的位置,即轴向0.73 mm处达到最大接触压力,单唇和双唇的最大接触压力分别为2.359和2.071 MPa,两者相差14%。在压力分布的末端,由于单唇油封接触压力下降的趋势突然放缓,使单唇油封的接触宽度比双唇油封宽了0.1 mm。在不考虑防尘散热等其他因素的条件下,从接触压力的变化曲线可以初步判断,单唇油封的密封效果比双唇型略好。这主要是因为单唇油封没有防尘唇,空气侧与油封主唇之间表现为缓慢渐进的连接结构,如图1(b)所示;而双唇型油封由于拥有防尘唇,在副唇与主唇之间的连接采用弓形连接结构(见图1(a)),使其拥有比单唇油封渐进性连接更细的腰部,其结果是骨架的应力由主唇和副唇承担,降低了双唇型油封主唇处的最大接触应力,但双唇型油封主唇的稳定性更强。

单双唇油封结构

【参考文献】：
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本文编号：3210566