【摘 要】
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密封圈经常被人们用来解决系统中的泄漏问题,O型橡胶圈便是典型的弹性体压缩变形密封形式的代表,由于其设计简单、性能稳定以及造价低廉等优点而被作为常用密封元件广泛应用于
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密封圈经常被人们用来解决系统中的泄漏问题,O型橡胶圈便是典型的弹性体压缩变形密封形式的代表,由于其设计简单、性能稳定以及造价低廉等优点而被作为常用密封元件广泛应用于液压系统中。作为基本密封元件的O型圈在使用中最容易发生损伤,由此导致密封圈失效问题引起了相关设计人员的重视。O型橡胶圈在使用中发生损伤的原因多种多样,涉及到材料性能、装配过程、结构设计以及工作状况等多方面的因素。密封圈失效造成的内泄漏问题是伺服作动器系统中的主要故障,损伤形式多种多样,如间隙咬伤、颗粒磨损、扭曲以及永久变形等。本文对不同工况下辅助密封结构的密封性能进行了有限元仿真研究,同时建立了作动器仿真模型,对O型圈存在磨损失效时油缸各容腔内的脉动特性进行了分析。对辅助密封结构进行有限元仿真时存在大量的非线性接触问题,有限元软件abaqus特别适合用于解决此类问题。本文利用abaqus对辅助密封结构在油压、压缩率和摩擦系数不同的工况下进行仿真研究,将辅助密封结构和无挡圈的密封结构最大Mises分布以及Cpress应力分布对比分析,得到了无挡圈结构中橡胶密封圈发生间隙咬伤和接触面破损的原因。而辅助密封结构中的O型圈不会发生这些损伤,这是密封结构中加入挡圈的合理性所在。作动筒中柱塞上的密封圈发生损伤时,油缸内的各个容腔内部的压力脉动特性会发生变化。在对作动器仿真模型进行试验分析时,通过将模型中的密封圈替换成不同损伤程度损伤圈,同时改变O型圈的组合形式来模拟作动器发生的不同程度内泄漏的工况。试验中,通过外界传感器采集各个容腔内部的压力脉动信号,并且对信号进行处理分析,得到了不同内泄漏程度时容腔内压力脉动变化特性。并提出在对系统内泄漏故障进行监测过程中,可以将容腔内的卸载脉动值作为参考量进行诊断分析。
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