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了解优化矩形橡胶密封圈的知识事项
2021-7-15 16:51:51    点击率:

矩形橡胶密封圈由于结构简单等特点在一些领域中取代 o形密封圈得到广泛应用。它是 应用最早且最广泛的光杆密封材料 ,约占井口密封圈总用量的百分之九十八以上 ,在采油生产中发挥了举足轻重的作用。近年来对密封圈的研究主要集中在 o形密封圈方 面,而对矩形密封圈的密封性能研究较少。侯友夫应用润滑方程 、弹性平衡方程和缝隙流理论分析了往复矩形密封圈的密封性能;

利用ansys软件分析了初始压缩率和液体压力对矩形圈变形和密封面处接触压力的影响,并与o形圈进行了对比;利用ansys软件分析摩 擦因数和橡胶弹性模量对矩形密封圈的影响。本 研究分析在静密封中初始压缩率 、介质工作压力 、橡胶材料硬度、摩擦因数和动密封中轴筒运动速度对密封圈的变形、接触应力和等效应力的影响,并对矩形密封圈的结构进行优化 ,以期为橡胶密封圈的优化与密封结构设计提供理论基础 。

 

矩形密封圈结构优化:

 

针对矩形密封圈靠近间隙处的顶角最易发生失效的问题,对其进行结构优化,设计出单边倒角和双边倒角两种结构的密封圈。

 

取初始压缩率为百分之十,介质工作压力为10兆帕,在abaqus软件中对两种结构密封进行有限元分析,其mises应力分布所示,最大应力仍然集中在靠近间隙处,双边倒角密封圈变形量大与单边倒角密封圈。

 

优化前后三种结构密封圈的最大mises应力和接触应力所示,通过比较发现,在介质压力10兆帕下,矩形结构的密封效果并不理想;密封圈双边倒角后的最大接触应力明显增大,但同时其mises应力也比前两种结构大,极易将靠近间隙处的橡胶体剪掉,从而影响整体密封效果;

 

单边倒角后的密封圈最大接触应力明显增大,其密封性能比以前有提高,同时其mises应力也增大,但其接触面积大于双边倒角结构,可见在相同工作条件下,对矩形密封圈靠近凹槽侧壁一边倒角可以增强密封圈的密封效果,提高密封性能。