O型橡膠密封圈
關注創(chuàng)建者：段譽 創(chuàng)建時間：2019-04-20
O型橡膠密封圈的視頻教程
ABAQUS分析VL型橡膠密封圈和O型橡膠密封圈
利用ABAQUS分別建立O型密封圈和VL組合密封圈有限元分析模型，計算在四種不同壓縮位移下，橡膠的應力和接觸壓力的分布，研究兩種密封圈的密封性能。
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O型橡膠密封圈的實例教程
O型橡膠密封圈因為價格便宜，制造簡單，功能可靠，并且安裝要求簡單，O形環(huán)是在機械設計中最常見的密封件。有限元模擬手段可以對O型橡膠密封圈的工況響應做出正確的描述，為設計工程師針對O型橡膠密封圈的選擇與密封性能是否達標提供理論依據(jù)。
一、問題描述
如圖1所示，部件的剖面為部件裝配的最終狀態(tài)，支柱零件的高度與黑色樹脂件的自然高度一致，螺栓使鈑金板與支柱零件連接，鈑金板零件的卡位壓緊黑色樹脂件，樹脂件壓緊O型橡膠密封圈。關注問題：（1）O型橡膠密封圈壓縮狀態(tài)的接觸壓力；（2）鈑金板在橡膠圈的壓縮狀態(tài)，受力的形變量。
圖1
二、模型簡化處理
有限元分析模擬就是將實際的工況問題用適當?shù)哪Ｐ兔枋觥缀误w模型與分析軟件設置屬性、邊界條件一起用有限的單元網(wǎng)格來離散，構建出一個數(shù)值計算模型。從實際分析的問題到一個合適、準確的數(shù)值計算模型，就是模型的前處理。
圖2
因為涉及到橡膠材料的接觸變形，這是材料非線性、接觸、大形變的非線性分析類型問題。其次螺母的鎖緊過程是緩慢的，可以定性為靜態(tài)分析問題。如果直接運用靜態(tài)非線性那么計算規(guī)模會很大。根據(jù)關注問題需要，可以設置兩個算例，一個靜態(tài)非線性分析得到密封圈接觸壓力、反作用力，如圖3所示。一個靜態(tài)線性算例分析鈑金的變形。根據(jù)分析關注信息與分析類型判斷選擇最終模型簡化如圖4所示。
圖3
圖4
三、分析設定
1.靜態(tài)非線性分析
因為材料屬性，結構的特點，工況狀態(tài)360°圓周對稱。
展開 在這個案例中，我們來討論一個橡膠密封圈去合模線、飛邊、毛刺的拋光工藝。這種O型密封圈的材質有硅膠、ABS、丁晴膠、氟膠、鐵氟龍、橡膠等，拋光工藝是差不多的。
1. O型密封圈拋光前帶合模線及飛邊毛刺的狀態(tài)
材質：
橡膠
外觀：
表面有合模線及飛邊，呈黑色。
外形：
O形，直徑大小不等，
另外也有帶棱形的圈。
尺寸：
Φ300*4mm。
拋光前工序：
注塑。
拋光后工序：
干燥包裝。
2. 研磨拋光需求：
表面光滑，無合模線。
去除表層飛邊、毛刺。
減少表面粗糙度，增加光澤度，提高光亮度。
3.
展開 O型圈是圓形橡膠圈，是液壓、氣動系統(tǒng)中應用最廣泛的密封件。O形圈可以有圓形、方形、X 形、Y 形橫截面，不同的形狀具有不同的性能和適用性。
01
O型圈的密封原理
O形密封圈是一種雙向密封元件。安裝時，O形密封圈在徑向或軸向的初始壓縮量，決定了O形密封圈的初始密封能力。系統(tǒng)壓力作用于O形密封圈所產(chǎn)生的力，就是其總的密封力；該密封力隨著系統(tǒng)壓力的升高而增大。
在壓力作用下，O形圈的形狀和具有高表面張力的液體相仿。壓力朝各個方向等值傳遞。
O型圈的自封是有限的，當內壓過高時，會出現(xiàn)O型圈的“膠料擠出”現(xiàn)象。
即密封部位因有間隙存在，受高壓作用的O型圈在間隙處會產(chǎn)生應力集中，當應力達到O型圈的料膠不能承受時，料膠就會被擠出來，此時雖然O型圈還能暫時維持密封，但實際已損壞。
因此要嚴格選型。
02
O型圈的特點
1.O型圈的優(yōu)點
設計簡單，結構小巧，裝拆方便；
適合多種密封形式，動態(tài)密封、靜態(tài)密封均可用；
O型密封圈斷面結構極其簡單，且有自密封作用，密封性能可靠，靜密封幾乎沒有泄露；
運動摩擦阻力小，適合于壓力交變的場合；
單件使用雙向密封；
尺寸和溝槽已實現(xiàn)了標準化，產(chǎn)品易得，便于使用和購買，價格相對較低。
展開 探索超彈性材料的特性
? 增強對大非線性變形的理解
? 了解軸對稱建模的工作原理
? 了解流體滲透壓力的應用
概述
O型圈在密封應用中得到了廣泛使用。本模型采用軸對稱方法對O型圈的密封過程進行模擬。
目標
探究超彈性材料的特性
加深對大型非線性變形的理解
了解軸對稱建模的工作原理
步驟
1、在Ansys Workbench中創(chuàng)建一個靜力結構分析系統(tǒng)。
2、定義超彈性材料。
3、導入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進行，然后通過旋轉得到三維結果。O型圈與設備的橫截面如圖1所示。
圖 1. O型圈軸對稱橫截面示意圖
4、將材料賦予幾何模型。
5、對幾何模型進行網(wǎng)格劃分，采用多區(qū)域法。
6、定義分析設置并指定邊界條件。固定底部部件，并將頂部部件向下移動2毫米（圖2）。在O型圈與其他兩個部件之間定義接觸。開啟大變形選項，并定義至少50個子步以確保收斂。
圖2. 邊界條件
7、運行仿真并查看結果。該仿真基于二維軸對稱模型進行求解，在查看結果時，通過對稱擴展功能繞Y軸旋轉擴展顯示為三維效果。O 型圈變形后的總位移云圖如圖 3 所示。
圖3. 總位移云圖
總結
本仿真展示了O型圈密封的過程原理。仿真中使用了超彈性材料和大變形設置。此示例還演示了如何應用軸對稱分析來簡化仿真過程。
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概述
O型圈在密封應用中得到了廣泛使用。本模型采用軸對稱方法對O型圈的密封過程進行模擬。
目標
探究超彈性材料的特性
加深對大型非線性變形的理解
了解軸對稱建模的工作原理
步驟
1、在Ansys Workbench中創(chuàng)建一個靜力結構分析系統(tǒng)。
2、定義超彈性材料。
3、導入O型圈幾何模型。該仿真基于二維方案進行，然后通過旋轉得到三維結果。O型圈與設備的橫截面如圖
基于流體壓力的O型圈密封仿真6個月前
探索超彈性材料的特性
? 增強對大非線性變形的理解
? 了解軸對稱建模的工作原理
? 了解流體滲透壓力的應用
橡膠O型密封圈去合模線工藝詳情：
工藝步驟
（1） 粗磨去合模線
(2) 精磨拋光
(3) 烘干
機器設備
渦流式研磨 光飾機
滾桶式研磨 光飾機
振動式烘干機
振幅及速度
O型橡膠密封圈怎樣高效去除合模線、飛邊？
在這個案例中，我們來討論一個橡膠密封圈去合模線、飛邊、毛刺的拋光工藝。這種O型密封圈的材質有硅膠、ABS、丁晴膠、氟膠、鐵氟龍、橡膠等，拋光工藝是差不多的。
1.
O型橡膠密封圈怎樣高效去除合模線、飛邊？
在這個案例中，我們來討論一個橡膠密封圈去合模線、飛邊、毛刺的拋光工藝。這種O型密封圈的材質有硅膠、ABS、丁晴膠、氟膠、鐵氟龍、橡膠等，拋光工藝是差不多的。
1.
O型圈是圓形橡膠圈，是液壓、氣動系統(tǒng)中應用最廣泛的密封件。O形圈可以有圓形、方形、X 形、Y 形橫截面，不同的形狀具有不同的性能和適用性。
01
O型圈的密封原理
O形密封圈是一種雙向密封元件。安裝時，O形密封圈在徑向或軸向的初始壓縮量
本案例是O型密封圈受流體壓力作用
問題描述
受流體壓力作用；結構形態(tài)分布如下圖所示，密封圈以橡膠建模，其余以解析剛體建模。
材料信息
Rubber
摘要：橡膠密封圈在現(xiàn)代工業(yè)密封結構中占有重要地位。密封件結構的設計直接影響到整個密封系統(tǒng)的工作，如果結構設計不合理，則在工作過程中就容易引起失效，即使是一個很不起眼的密封圈原件的損壞失效，也可以造成價值數(shù)百萬元甚至數(shù)億元的巨大損失，有時還可能造成不可挽回的環(huán)境污染和人員傷害等災難性后果。
比如1971年，蘇聯(lián)聯(lián)盟11號飛船按程序啟動制動火箭，再返入大氣層時，返回艙和軌道艙分離。但連接兩艙的分離插頭分離后
附錄：O 型橡膠密封圈形式、尺寸及公差 GB/T3452.1-2005 ISO 3601-1：2002——摘自《機械設計手冊》第五版
一、O型圈是一種斷面形狀為圓形的密封元件，它廣泛用于各種機械設備中，在一定溫度、壓力及不同的液體或氣體介質中起到密封作用。與其它密封圈相比，具有如下的優(yōu)越性能：
①、密封部位結構簡單，安裝部位緊湊，而且重量較輕。
②、有自密封作用，往往只用一個密封件便能完成密封效果。
③、密封性能好，用作靜密封時幾乎沒有泄漏
