往复运动间隙密封流场仿真及密封性能研究

发布时间：2020-06-04 15:53

【摘要】：冲击气缸作为自动振打除灰系统的关键执行机构,其性能决定了整个系统的运行,而其密封特性直接决定了冲击气缸的使用寿命和冲击动能,因此提高其密封性能对改善冲击气缸的使用性能具有重要意义。本文针对新型冲击气缸的活塞与缸筒之间的密封结构形式,采用数值模拟和实验研究的方法对间隙密封结构应用在活塞与缸筒之间的密封性能进行了研究,基于泄漏量大小重点讨论了密封间隙宽度、密封间隙进出口压力差以及活塞运动速度对间隙密封性能的影响。首先建立活塞相对静止状态下,活塞与气缸之间的间隙密封结构数学模型,基于Fluent软件对间隙宽度为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm,入口操作压力从0.3MPa变化到0.5MPa时,对间隙密封内流体进行模拟仿真,得到间隙密封内流体的压力分布、速度矢量分布以及密封间隙的泄漏量,采用线性回归分析得到间隙密封的密封性能主要受间隙宽度控制,间隙密封应用在冲击气缸的活塞与缸筒之间的密封时,间隙宽度应控制在0.2mm以下。其次建立活塞运动时,活塞与气缸之间的间隙密封结构数学模型,采用数值模拟方法对密封间隙为0.1mm-0.5mm,活塞速度从-3m/s变化到7m/s,密封间隙进出口压力差从0.3MPa变化到0.5MPa时,对密封间隙内流体的压力场、速度场及泄漏量进行分析。采用线性回归方法分析得到当活塞运动速度恒定时,泄漏量随入口压力线性增大,不同活塞运动速度下,泄漏量增长率相等。密封间隙入口操作压力恒定时,随着密封间隙宽度的增大,泄漏量的增长随活塞速度的增长速率越来越快,表明密封间隙宽度对泄漏量大小及增长速率起决定作用。最后组建由压力传感器、高速工业相机、振动分析仪、数据采集器等构成的实验测试系统。对间隙密封在往复运动冲击气缸应用中的泄漏量与使用寿命进行了实验研究。测试得到操作压力为0.4MPa,密封间隙宽度为0.1mm时,冲击气缸敲击次数可以达到11万次。采用间隙密封结构的冲击气缸使用寿命显著高于采用密封圈结构形式密封的冲击气缸,且间隙密封结构显著降低了气缸活塞与缸筒之间的摩擦力,保证了气缸的冲击动能。
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ545

【相似文献】

相关期刊论文 前5条

1 姚跃;高压注油锥环形间隙密封[J];石油化工设备技术;1996年01期

2 张殿荣;;密封手册 第五章 轴间隙密封[J];橡胶参考资料;1974年12期

3 郭恩德;密封圈密封与间隙密封[J];世界采矿快报;1996年11期

4 高静茹;;轴密封装置[J];橡胶参考资料;2001年11期

5 ;[J];;年期

相关会议论文 前3条

1 何文晋;何力;张宇;李健;;微间隙密封应用于旋转机构中几个关键问题的探讨[A];第二届全国流体传动及控制工程学术会议论文集（第一卷）[C];2002年

2 李海英;邹丁立;夏明;杨晔;陈洁;黄伟;陈晓屏;陈军;赵玉琼;;线性压缩机压缩活塞间隙密封对制冷性能的影响[A];第九届全国低温工程大会论文集[C];2009年

3 李健;何文晋;何力;张宇;;微间隙密封应用于旋转机构中几个关键问题的探讨[A];制造业与未来中国——2002年中国机械工程学会年会论文集[C];2002年

相关硕士学位论文 前5条

1 姜汝;间隙密封的性能研究[D];东北石油大学;2012年

2 刘慧;往复运动间隙密封流场仿真及密封性能研究[D];武汉工程大学;2015年

3 戴维奇;液体静压式收敛间隙密封流场特性研究[D];北京化工大学;2008年

4 李海宁;直线压缩机用气体轴承及间隙密封特性的数值研究[D];华中科技大学;2013年

5 李振海;注水增压泵换向滑阀间隙密封及单向阀开启过程仿真研究[D];大庆石油学院;2010年

，

本文编号：2696617