基于響應(yīng)曲面法的同軸密封增效參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、同軸密封件因具有良好的密封性能和自潤滑性能，廣泛應(yīng)用于液壓往復(fù)密封系統(tǒng)中。同軸密封件的密封性能受滑環(huán)材料、厚度、形狀、橡膠圈形狀、壓縮率等眾多復(fù)雜因素影響，因此同軸密封的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還主要依賴經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)和定性原則，重復(fù)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證也增加了設(shè)計(jì)成本。近些年有限元分析軟件用于密封元件的分析，可表現(xiàn)密封面的接觸壓力分布及密封件的應(yīng)力分布，為密封的優(yōu)化提供了便捷和直觀的分析方法，提高了密封優(yōu)化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性。
　　本文首先提出了基于響應(yīng)曲面

2、法的同軸密封增效參數(shù)優(yōu)化框架，并利用ANSYS對相同尺寸下的同軸密封與O形圈的靜態(tài)和動態(tài)密封性能進(jìn)行了對比分析，結(jié)果表明:當(dāng)密封件密封相對較小的油壓時(shí)，橡膠O形圈的密封性能優(yōu)于同軸組合密封圈，但隨著壓力的逐漸增大同軸密封的密封能力明顯優(yōu)于O形圈。然后分析了同軸密封的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料特性、彈性體的壓縮率等靜態(tài)參數(shù)與密封性能之間的變化規(guī)律，并找出了最佳參數(shù)取值范圍;分析了同軸密封的動態(tài)運(yùn)行參數(shù)與其動態(tài)密封性能之間的變化規(guī)律;分析結(jié)果表明:主密

3、封面的最大靜態(tài)接觸壓力隨著滑環(huán)厚度的增加而顯著減小，隨滑環(huán)兩側(cè)倒角和O形圈壓縮率的增加而增大，即滑環(huán)厚度的增加會使靜態(tài)密封能力降低，而滑環(huán)兩側(cè)倒角和彈性體的壓縮率增加可改善密封能力;活塞桿的往復(fù)運(yùn)動速度和滑環(huán)的摩擦系數(shù)對主密封面的最大動態(tài)接觸應(yīng)力和密封面間的摩擦力影響不明顯。最后應(yīng)用響應(yīng)曲面法，以得到密封面最大接觸壓力和最小摩擦力作為優(yōu)化目標(biāo)，對該組合密封的參數(shù)組合進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，得到了最佳的結(jié)構(gòu)參數(shù)組合方案。建立了同軸密封的密封能力與