铁道车辆轴箱用旋转轴唇形密封的密封性能及材料研究

发布时间：2024-05-25 08:33

　　油封作为铁道车辆轴箱最重要的组成部分之一,对车辆运行部的可靠性、使用寿命和维修成本有着不可忽略的影响。为满足铁道车辆高温、高速、重载及在苛刻环境中使用的要求,针对目前高速列车轴箱橡胶油封使用中出现的摩擦阻力过大,耐磨性差导致不能承受高温或低温工况等问题,本文选择聚四氟乙烯(PTFE)油封代替传统的橡胶骨架油封,采用ABAQUS/Standard对聚四氟乙烯油封性能参数和接触问题进行有限元仿真。结合聚四氟乙烯的密封机理,以密封系数作为目标函数,唇口动压回油槽的结构作为参数,设置相应的边界条件通过Matlab进行优化设计。制备了聚四氟乙烯改性材料,对聚四氟乙烯及其改性材料进行了摩擦学和力学性能研究。为提高聚四氟乙烯油封件的耐磨性,在密封唇口设计了耐磨涂层,制备了聚酰亚胺基耐磨涂层并对其性能进行了研究。研究得到了如下结果:(1)使用ABAQUS有限元分析软件建立了PTFE油封结构的非线性有限元模型,分析不同结构参数的油封与轴过盈配合时的接触压应力和应变分布情况。研究发现,油封的唇厚、接触宽度对密封唇接触应力的分布有一定的影响。接触宽度越宽,应力越分散,过盈量越大接触应力越大,而且集中分布在出...

【文章页数】：72 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2.1密封技术的分类

兰州交通大学硕士学位论文-9-轴向密封主要是接触机械密封。而径向密封主要包括油封和压缩填料密封。非接触密封主要包括非接触机械密封和迷宫密封[40]。图2.1密封技术的分类2.3密封基本概念与流体力学知识2.3.1密封性与泄漏率（1）密封性当介质出现泄漏时，密封性用来比较和评价一个....

图2.2压力梯度和速度分布

兰州交通大学硕士学位论文-11-(2.4)N-S方程是流体力学中具有普遍意义的方程式，它表达了实际流体运动的普遍规律。在密封学科中对于分析涉及流体运动问题发挥着重要的作用。除了在一些层流问题中，可以通过N-S方程求出精确解外，目前尚不能得到N-S方程的普遍形式的解析解。因而，在大....

图2.3旋转轴骨架油封结

铁道车辆轴箱用旋转轴唇形密封的密封性能及材料研究-12-油封的润滑理论是一门边缘科学，与多个学科相联系，受多种因素的影响，就目前而言仍处于经验理论阶段。测量管内流体流动量时，往往需要了解流动状态和速度分布。在工作条件下，油封的油膜厚度非常有限，基本上在2.5μm水平。当粘附力在流....

图2.4密封唇口接触压力分布形态

铁道车辆轴箱用旋转轴唇形密封的密封性能及材料研究-16-生明显的流体动力润滑和密封作用。由于泵送作用是微观粗糙纹理产生，轴的表面形貌成为该密封机理的关键参数。除了表面粗糙度大小外，加工痕迹也影响泵送作用[45]。图2.4密封唇口接触压力分布形态图2.5密封唇口接触面的微观粗糙纹理....

本文编号：3981938