基于液压试验平台的液压往复密封技术研究

论文摘要

随着现代工业的发展,机械设备对液压技术的应用越来越广泛,而且正在向高温、高压、高速、高效率和高可靠性方向发展。机械设备能否满足这些要求,往复密封具有重要的影响作用。然而,长期以来,人们无法从理论上精确计算出液压往复密封的性能参数,而生产中也很难全面合理的对产品质量进行评估,只能从使用过程中得到一些极为有限的确定性较差的间接结果。因此在传统的密封设计中,大多数都是凭借经验和技巧,设计过程带有很大的试凑性和偶然性,很难在较短时间内设计出有效性、可靠性和耐久性都比较高的方案。而即使设计出来的密封结构,其性能评价在实验之前不可预见,因此设计良好的密封实验平台,对测试密封圈的性能,改进密封圈的密封效果,缩短新产品的研发周期,提高设备的密封性能,具有重要意义。本文阐述了密封装置的实验原理、实验目的和实验平台的功能,对密封装置实验平台的方案设计进行了比较和选择,并对密封装置实验平台的关键技术进行了探索,为了分析实验结果,通过有限元分析软件对密封件的摩擦力等进行了模拟计算,主要研究内容如下：评述了液压往复密封技术及往复密封实验和往复密封有限元分析技术的国内外研究动态,提出液压往复密封实验技术的发展趋势。通过对液压往复密封技术的工作过程分析,分析和确定了往复密封实验的基本原理和实验平台的功能和目的。根据密封实验的基本原理,通过评估实验装置的复杂性、经济性和实验结果的准确性等方面设计并选择了有效的往复密封实验平台方案。并对液压往复密封件的实验装置的关键技术,如数据采集技术、控制技术、结构设计等进行了深入研究。文中还运用ANSYS进行了Y形密封圈的分析,得到了密封圈的接触压力曲线和间隙咬伤临界曲线,为密封实验的数据分析提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 前言
• 1.1 密封的作用与分类
• 1.1.1 密封的作用及其意义
• 1.1.2 密封的分类
• 1.1.3 对密封材料的要求
• 1.2 国内外相关研究的历史、现状
• 1.2.1 液压实验台的研究综述
• 1.2.2 液压往复密封实验的研究综述
• 1.3 课题主要研究内容和意义
• 1.4 课题研究意义
• 2 液压往复密封的实验原理
• 2.1 液压传动的优点
• 2.2 液压往复密封技术
• 2.2.1 液压往复密封理论
• 2.2.2 液压往复密封材料
• 2.2.3 液压往复密封工艺技术
• 2.2.4 液压往复密封失效分析
• 2.2.5 液压往复密封增效分析
• 2.3 液压往复密封的实验原理
• 3 往复密封实验装置的设计
• 3.1 液压往复密封的实验条件
• 3.2 液压往复密封的实验组成和功能
• 3.3 液压往复密封的实验方案的设计
• 3.3.1 典型的密封件实验装置
• 3.3.2 液压往复密封件的实验装置设计
• 3.3.3 密封圈泄露实验方案的选择
• 3.3.4 密封圈摩擦力的测量方案的选择
• 3.3.5 密封圈接触压力分布的测量方案选择
• 3.3.6 往复运动驱动单元方案的选择
• 3.4 实验平台关键元件的设计与选择
• 3.4.1 液压泵的选用
• 3.4.2 沿程压力损失计算
• 3.4.3 液压系统工作介质的选用
• 3.4.4 电动缸的选用
• 3.4.5 油膜压力传感器的选择
• 3.5 实验台结构设计
• 3.5.1 油箱的设计
• 3.5.2 实验液压缸设计
• 3.6 流量调节方式的选择
• 3.6.1 PID控制方式
• 3.6.2 变频控制方式
• 4 数据采集相关技术
• 4.1 数据采集的历史与发展
• 4.2 数据采集简介
• 4.3 数据系统的一般组成及其描述
• 4.4 数据采集系统抗干扰
• 5 密封圈的有限元分析
• 5.1 有限元法简介
• 5.1.1 有限元法概述
• 5.2 有限元分析软件ANSYS简介
• 5.3 Y形密封圈的ANSYS建模
• 5.4 求解结果
• 5.4.1 不同工作压力下密封圈的接触压力
• 5.4.2 内外行程时密封圈相对运动表面间的摩擦力分析
• 5.4.3 由间隙咬伤引起的失效分析
• 5.5 结论
• 6 总结
• 7 展望
• 8 参考文献
• 9 攻读硕士学位期间发表论文情况
• 10 致谢