液压缸作为液压系统的执行元件,其重要性不言而喻。液压缸主要有柱塞式和活塞式两种类型。传统柱塞缸的泄露在工作原理上是不可避免的,其泄露主要表现在柱塞与缸体之间运动时产生的外泄露。本文对一种新型无泄漏柱塞缸展开研究,柱塞缸的密封采用弹性材料制成的弹性密封构件,弹性密封构件整体包裹柱塞的一端,依靠缸体和压板通过法兰紧固。其特点在于柱塞与弹性密封构件之间没有间隙,不存在液压油泄漏问题,即使工作中压力增高,也不会影响其密封性能。本文以无泄漏柱塞缸的关键零件——弹性密封构件作为研究对象,进行弹性密封构件的结构分析与设计,进行弹性密封构件的密封性能分析及疲劳寿命预测,最后进行弹性密封构件密封性能实验验证。本文利用有限元分析软件建立直筒型、波浪型及层叠型密封构件的有限元模型,分析计算三种不同形状的弹性密封构件在初始状态和工作状态下的变形、von Mises应力、剪切应力、摩擦力和接触压强,并预测会引起破坏失效的区域。对比分析发现,弹性密封构件中层叠部分是必须的,弹性密封构件的形状采用层叠型。本文对正常工况下流体压力和摩擦系数等影响层叠型弹性密封构件密封性能的因素进行分析,探究各因素对密封性能的影响规律,并预测弹性密封构件失效位置,以期为无泄漏柱塞缸弹性密封构件的优化设计提供理论依据。结合弹性密封构件的工作原理,研究了在周期性交变的流体压力下弹性密封构件的疲劳寿命变化情况。在流体压力逐渐增加的过程中,摩擦力也逐渐增大,加大了弹性密封构件的磨损程度,因此在中高压的工况下弹性密封构件使用时间有所降低。本文对所设计的无泄漏柱塞缸进行样机试制,并对样机进行试运行实验。实验旨在测试弹性密封构件的密封性能,确保弹性密封构件可以达到柱塞缸的密封要求,并验证理论分析结果的正确性。为此设计制作了无泄漏柱塞缸实验装置,借用了YM32-40T四柱导向液压机的四柱框架,将实验装置安装在液压机的上、下工作台面之间,液压系统采用JL-YZ-02液压实验台液压系统。试运行试验的结果验证了设计的合理性。