U型密封结构的理论设计方法研究

发布时间：2024-12-07 06:27

　　 透平机械主机参数不断提高,法兰连接结构的密封性问题日益突出。U型密封件是最常用的法兰密封结构。关于U型密封件的设计方法国内外很多学者已经做了大量研究工作,但是对其应力水平的理论分析方法还鲜有报道。文章基于简单的悬臂梁理论建立了U型密封件的理论模型,系统研究了U型密封件的密封紧力和应力分布规律,形成完整的U型密封结构的理论设计方法,并将设计结果与有限元计算结果进行比较,证明了计算模型的准确性。

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【部分图文】：

图2 U型密封件的分析模型

图2U型密封件的分析模型2.1密封紧力计算方法研究

图1 U型密封的典型结构

最常使用的U型密封结构是U型密封圈。条形U型密封结构因为端部的密封问题不好解决而应用较少，但是近年来通过特殊结构设计解决了端部密封后，条形密封结构也开始广泛应用。无论密封圈或密封条，其典型截面形状如图1所示。U型密封结构通常安装在法兰上专门加工的安装槽中，有2个密封面，分别位于U....

图2 U型密封件的分析模型

对于U型密封条，可以选取单位宽度的一段作为平面问题处理。封闭圆环状的密封环绝大多数情况下密封环径向尺寸显著小于其内径，也可以近似等效为平面问题处理。环形密封件的分析相对条形更复杂，以下主要以圆环形密封圈为例进行研究。U型密封件在横截面内承受蒸汽力和过盈载荷。由于U型密封圈悬臂较长....

图3 U型密封件的有限元计算应力云图（工作态）

为了验证计算模型的准确性，用有限元算例对某垂直法兰汽缸法兰密封件做了理论模型和有限元验证计算。验证模型的主要参数如表1所示。图3是验证模型的有限元计算应力场，图4是沿方向有限元计算应力和理论计算应力的比较。图4有限元计算应力和理论计算应力的比较

本文编号：4014951