拉杆气缸活塞密封圈的动态特性研究

发布时间：2021-06-23 17:03

　　为解决拉杆气缸在-40℃和60℃条件下的介质泄漏问题,以等效刚度、等效阻尼和耐温系数为性能评价标准,对结合丙烯腈量分别为35%、30%和25%的丁腈橡胶密封圈进行动态特性研究,包括力学性能测试、频谱响应分析,耐温系数计算和接触应力仿真等。研究结果表明:增大结合丙烯腈量可大幅度提升密封圈的力学性能,但不利于低温密封;结合丙烯腈量为30%的密封圈可有效地解决高低温介质泄漏问题,当压缩率为15%时,其接触应力更为均衡,可确保密封性能。 

【文章来源】：液压气动与密封. 2020,40(05)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

丁腈橡胶滞回曲线

密封圈的动态特性试验包括三部分内容:力学性能测试、频谱响应测试和耐温系数测试。试验中的恒温和变温控制(测试范围为-60℃～80℃，误差为±0.1℃)采用图2a所示的温控箱实现。密封圈的滞回曲线、激振幅值和圆频率均可通过如图2b所示的力学测试系统得出，其力传感器量程为±10 kN，位移传感器量程为±100 mm，满量程精度均为1%，加载速度设定为2 mm/min。密封圈的动态特性试验需满足GB/T 7758-2002《硫化橡胶低温性能的测定-温度回缩法》的要求，即在温控箱内放置24 h后才可进行相关参数的测定。此外，变温条件设定为从室温(25℃)到高温(80℃)，再到室温，最后到低温(-60℃)，避免密封圈在连续变温条件下出现弹力失效[11]等问题。

由于气缸活塞密封圈的轴向和径向承载存在较大的差异性，因此需将等效刚度向轴向和径向分解后，分别进行研究。载恒温条件下，对不同结合丙烯腈含量的密封圈进行力学性能测试，可得出其等效刚度随温度T的变化规律如图3所示。图3中可以看出:密封圈沿轴向和径向方向的等效刚度值均随着温度的增大而近似线性地减小;当温度超过35℃时，轴向等效刚度基本不再发生变化，而径向等效刚度持续减小;结合丙烯腈含量的增大可显著提升等效刚度，但对等效刚度随温度变化趋势的影响非常小。密封圈在低温环境下的刚度和硬度更大，因而对振动幅值的响应更为敏感，这对气缸活塞动密封的可靠性有着重要的影响。在密封圈-40℃恒温处理后，对其进行力学性能测试。将加速度信号采集系统得出时域特性进行积分变换，可得出密封圈的激振幅值a随频率f的变化曲线如图4所示。图4中可以看出:当结合丙烯腈含量为35%时，密封圈的振动幅值随激振频率的增大而显著增大;密封圈2和密封圈3在不同激振频率下的振幅基本保持不变，因此气缸活塞的动密封稳定性更好。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3245323