液压缸活塞密封结构对启动压力与内泄漏的影响研究

发布时间：2017-09-02 02:29

  本文关键词：液压缸活塞密封结构对启动压力与内泄漏的影响研究

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【摘要】：对于普通液压缸,要求活塞密封结构在保证低泄漏量的基础上尽量降低启动压力;对于类似伺服液压缸的高频响低摩擦液压缸而言,不仅要求启动压力要低,并且希望内泄漏量也较小。液压缸启动压力过大时由机械摩擦造成的死区非线性很大,响应速度降低,磨损加剧;内泄漏量过大时,液压缸容积效率下降,达不到性能要求。启动压力和内泄漏量本身就是一对矛盾,因此,应根据对液压缸低启动压力或高频响的要求来在进行液压缸活塞密封设计。液压缸活塞密封多数采用格莱圈密封件,本文采用ABAQUS有限元软件仿真分析了液压缸活塞格莱圈密封沟槽槽口倒角、沟槽宽度、沟槽深度和密封间隙等密封结构参数对启动压力和内泄漏量的影响规律。分析表明,液压缸活塞格莱圈密封结构参数对启动压力和内泄漏量的影响规律如下:(1)当介质压力一定时,沟槽槽口倒角增大,密封面间的接触压力增大,启动压力增大,内泄漏量减小;沟槽宽度、深度和密封间隙增大,密封面间的接触压力减小,启动压力减小,内泄漏量增大。(2)沟槽槽口倒角、沟槽宽度、沟槽深度和密封间隙一定时,介质压力增大,密封面间液相薄膜增厚,接触压力增大,启动压力增大,内泄漏量减小。最后,设计了液压缸活塞密封结构参数对启动压力、内泄漏量及控制系统影响的验证实验,并开发了液压缸活塞格莱圈密封结构对启动压力和内泄漏量影响的数值分析系统。
【关键词】：液压缸 活塞密封结构 格莱圈 启动压力 内泄漏
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TH137.51
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究的背景与意义9-10
• 1.2 液压缸密封结构形式分类10
• 1.3 液压缸密封技术国内外研究现状10-13
• 1.3.1 国外研究现状10-11
• 1.3.2 国内研究现状11-13
• 1.4 论文主要研究内容13-14
• 第2章 液压缸活塞典型密封结构有限元模型建立14-20
• 2.1 格莱圈密封原理14
• 2.2 格莱圈密封结构非线性问题14
• 2.2.1 橡胶材料结构的非线性14
• 2.2.2 接触非线性14
• 2.3 组合结构中O形圈橡胶材料超弹性体理论14-15
• 2.4 液压缸活塞典型密封结构—格莱圈的有限元模型建立15-19
• 2.5 本章小结19-20
• 第3章 液压缸活塞密封结构参数与启动压力、内泄漏量之间的关系20-25
• 3.1 液压缸对活塞密封的要求20
• 3.2 液压缸活塞密封结构参数与启动压力之间的关系20-21
• 3.3 液压缸活塞密封结构参数与内泄漏量之间的关系21-24
• 3.4 本章小结24-25
• 第4章 液压缸活塞格莱圈密封结构参数对启动压力和内泄量影响的仿真分析25-59
• 4.1 密封结构参数对格莱圈密封特性的影响分析25-48
• 4.1.1 沟槽槽口倒角对格莱圈内部Von Mises应力和接触压力的影响25-31
• 4.1.2 沟槽宽度对格莱圈内部Von Mises应力和接触压力的影响31-37
• 4.1.3 沟槽深度对格莱圈内部Von Mises应力和接触压力的影响37-43
• 4.1.4 密封间隙对格莱圈内部Von Mises应力和接触压力的影响43-48
• 4.2 密封结构参数对启动压力的影响规律分析48-55
• 4.2.1 启动压力随沟槽槽口倒角的变化规律49-50
• 4.2.2 启动压力随沟槽宽度的变化规律50-52
• 4.2.3 启动压力随沟槽深度的变化规律52-53
• 4.2.4 启动压力随密封间隙的变化规律53-55
• 4.3 密封结构参数对内泄漏的影响规律分析55-58
• 4.3.1 内泄漏量随沟槽槽口倒角的变化规律55
• 4.3.2 内泄漏量随沟槽宽度的变化规律55-56
• 4.3.3 内泄漏量随沟槽深度的变化规律56-57
• 4.3.4 内泄漏随密封间隙的变化规律57-58
• 4.4 本章小结58-59
• 第5章 密封结构参数对电液比例控制系统性能的影响验证实验设计59-63
• 5.1 实验方案设计59-60
• 5.2 液压缸启动压力测量60-61
• 5.3 液压缸内泄漏量测量61-62
• 5.4 液压缸活塞格莱圈密封结构参数对电液比例控制系统性能影响实验方案62
• 5.5 本章小结62-63
• 第6章 液压缸活塞格莱圈密封结构对启动压力和内泄漏量影响的数值分析系统设计63-68
• 6.1 数值分析系统总体设计63
• 6.2 具有在线参数传递接口的液压缸活塞格莱圈密封结构模型建立63-67
• 6.2.1 基于VB.NET的模型参数输入和结果显示界面设计64-65
• 6.2.2 用户界面向ABAQUS密封结构模型传递参数的实现65-67
• 6.3 本章小结67-68
• 总结与展望68-69
• 参考文献69-72
• 致谢72-74
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录74-75
• 附录B 科研实践75

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1 韩小霞;液压缸活塞密封结构对启动压力与内泄漏的影响研究[D];兰州理工大学;2016年

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本文编号：775868