動(dòng)密封
關(guān)注創(chuàng)建者：王達(dá)鵬 創(chuàng)建時(shí)間：2017-03-03
動(dòng)密封的視頻教程
基于abaqusO型密封圈仿真分析
分析了密封圈裝配過程 3. 網(wǎng)格劃分 4. 進(jìn)行了封隔壓力仿真 5. 進(jìn)行了動(dòng)密封仿真
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動(dòng)密封的實(shí)例教程
試驗(yàn)中采用膠帶密封法，對(duì)門、側(cè)窗、天窗和風(fēng)窗等不同部位密封的動(dòng)、靜態(tài)泄漏噪聲貢獻(xiàn)量進(jìn)行了分析，分離出不同機(jī)理產(chǎn)生的泄漏噪聲。結(jié)果表明，空腔噪聲與氣吸噪聲是汽車實(shí)際泄漏噪聲的主導(dǎo)成分，活動(dòng)密封結(jié)構(gòu)對(duì)泄漏噪聲的貢獻(xiàn)更大。
前言
隨著汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，車內(nèi)噪聲成為評(píng)價(jià)汽車性能的重要指標(biāo)。高速行駛時(shí)，氣動(dòng)噪聲在車內(nèi)噪聲中占主導(dǎo)地位。汽車氣動(dòng)噪聲一般可分為外形噪聲與泄漏噪聲兩類。研究結(jié)果表明，泄漏噪聲對(duì)車內(nèi)噪聲的貢獻(xiàn)較外形噪聲更大。
目前常用的泄漏噪聲研究方法主要包括道路試驗(yàn)與風(fēng)洞試驗(yàn)，對(duì)車輛不同部件泄漏噪聲特性的研究已有一定進(jìn)展，盡管國內(nèi)該領(lǐng)域研究開展相對(duì)較晚，對(duì)相關(guān)試驗(yàn)方法亦有較為完善的總結(jié)。但上述試驗(yàn)方法都無法對(duì)泄漏噪聲各環(huán)節(jié)貢獻(xiàn)進(jìn)行分離，難以進(jìn)一步分析不同噪聲源與傳聲路徑的貢獻(xiàn)及特性，給后續(xù)通過改進(jìn)密封結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工藝提高泄漏噪聲水平帶來障礙。
本文中采用膠帶加強(qiáng)密封對(duì)比方法，通過風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)車門、側(cè)窗、天窗和風(fēng)窗等車身部件的動(dòng)態(tài)泄漏噪聲進(jìn)行了測(cè)量，此外還采用靜態(tài)車身隔聲試驗(yàn)的新方法對(duì)相應(yīng)部件的靜態(tài)泄漏噪聲性能進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試。對(duì)比風(fēng)洞試驗(yàn)與靜態(tài)車身隔聲試驗(yàn)結(jié)果，分析汽車各部件動(dòng)靜態(tài)泄漏噪聲特征，評(píng)價(jià)不同噪聲源與傳聲路徑對(duì)泄漏噪聲的貢獻(xiàn)，分離不同機(jī)理產(chǎn)生的泄漏噪聲，較現(xiàn)有方法對(duì)車輛泄漏噪聲發(fā)聲與傳聲各環(huán)節(jié)有更清晰的認(rèn)識(shí)。
1 泄漏噪聲概述
1.1 泄漏噪聲產(chǎn)生機(jī)理
泄漏噪聲指因密封系統(tǒng)而增加的車內(nèi)氣動(dòng)噪聲，可分解為噪聲源與傳聲路徑兩方面，圖1所示為車門密封位置泄漏噪聲的產(chǎn)生機(jī)理。
展開 動(dòng)設(shè)備密封問題是伴隨著設(shè)備的運(yùn)行而始終存在的，今天特意為大家梳理出了動(dòng)設(shè)備上常用的各類密封形式和使用范圍以及特點(diǎn)，讓大家能夠?qū)?em>密封問題有一個(gè)更深的了解。
一、填料密封
填料密封按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為：
軟填料密封
硬填料密封
成型填料密封
1、軟填料密封
軟填料類型：盤根
盤根通常由較柔軟的線狀物編織而成，通過截面積是正方形的條狀物填充在密封腔體內(nèi)，靠壓蓋產(chǎn)生壓緊力，壓緊填料，迫使填料壓緊在密封表面(軸的外表面和密封腔)上，產(chǎn)生密封效果的徑向力，因而起密封作用。
展開 O形圈密封是典型的擠壓型密封。O形圈截面直徑的壓縮率和拉伸是密封設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，對(duì)密封性能和使用壽命有重要意義。O形圈一般安裝在密封溝槽內(nèi)起密封作用。O形密封圈良好的密封效果很大程度上取決于O形圈尺寸與溝槽尺寸的正確匹配，形成合理的密封圈壓縮量與拉伸量。
密封裝置設(shè)計(jì)加工時(shí)，若使O形圈壓縮量過小，就會(huì)引起泄漏；壓縮量過大則會(huì)導(dǎo)致O形密封圈橡膠應(yīng)力松弛而引起泄漏。同樣，O形圈工作中拉伸過度，也會(huì)加速老化而引起泄漏。世界各國的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)此都有較嚴(yán)格的規(guī)定。
1、O形圈密封的設(shè)計(jì)原則
1）壓縮率
壓縮率W通常用下式表示：
W= (do-h)/do%
式中 do——O形圈在自由狀態(tài)下的截面直徑（mm）
h ——O形圈槽底與被密封表面的距離，即O形圈壓縮后的截面高度（mm）。
在選取O形圈的壓縮率時(shí)，應(yīng)從如下三個(gè)方面考慮：
a.要有足夠的密封接觸面積
b.摩擦力盡量小
c.盡量避免永久變形。
從以上這些因素不難發(fā)現(xiàn)，它們相互之間存在著矛盾。壓縮率大就可獲得大的接觸壓力，但是過大的壓縮率無疑會(huì)增大滑動(dòng)摩擦力和永久變形。而壓縮率過小則可能由于密封溝槽的同軸度誤差和O形圈誤差不符合要求，消失部分壓縮量而引起泄漏。因此，在選擇O形圈的壓縮率時(shí)，要權(quán)衡個(gè)方面的因素。一般靜密封壓縮率大于動(dòng)密封，但其極值應(yīng)小于30%(和橡膠材料有關(guān)），否則壓縮應(yīng)力明顯松弛，將產(chǎn)生過大的永久變形，在高溫工況中尤為嚴(yán)重。
O 形圈密封壓縮率W的選擇應(yīng)考慮使用條件，靜密封或動(dòng)密封；靜密封又可分為徑向密封與軸向密封；徑向密封（或稱圓柱靜密封）的泄漏間隙是徑向間隙，軸向密封（或稱平面靜密封）的泄漏間隙是軸向間隙。
展開 目前DyRoBeS軸承-轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分析與設(shè)計(jì)軟件共含有8大模塊，分別是Rotor（轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)模塊）、BePerf（徑向滑動(dòng)軸承性能模塊）、ThrustBrg（止推滑動(dòng)軸承性能模塊）、GearLoad（齒輪嚙合載荷模塊）、RotorBal（轉(zhuǎn)子動(dòng)平衡模塊）、SpiralGF（先進(jìn)螺旋密封模塊）、LabySeal（迷宮密封模塊）、Carbon Ring Seal（石墨環(huán)密封模塊），如下表1及圖1所示。
表1 DyRoBeS軟件八大模塊匯總
圖1 DyRoBeS軟件模塊圖，紅色框?yàn)楸敬瓮莆闹攸c(diǎn)介紹的Carbon Ring Seal模塊
碳環(huán)密封，也叫浮動(dòng)環(huán)密封，或者浮環(huán)密封，圖2是某組合式浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)圖。
圖2 某浮環(huán)密封結(jié)構(gòu)圖
一、浮環(huán)密封的基本原理是什么？
浮動(dòng)環(huán)密封是靠高壓密封油在浮環(huán)與軸套間形成油膜，節(jié)流降壓，阻止高壓側(cè)氣體流向低壓側(cè)，將氣體封住。因?yàn)橹饕怯湍て鹱饔茫视址Q為油膜密封。
展開 對(duì)于易燃易爆 、有毒或有放射的介質(zhì)，外漏更是不能允許的，因而閥門必須具有可靠的密封性能。
如何解決密封問題不成輕忽，閥門跑、冒、滴、漏現(xiàn)象，盡年夜部門發(fā)生這里。下面我們將計(jì)議閥門動(dòng)密封、靜密封問題。
動(dòng)密封
閥門動(dòng)密封，主指閥桿密封。不讓閥內(nèi)介質(zhì)隨閥桿運(yùn)動(dòng)而泄漏，是閥門動(dòng)密封中心課題。
1、填料函形式。閥門動(dòng)密封，以填料函為主。
填料函基本形式是：
(1)壓蓋式：這是用最多形式。統(tǒng)一形式又能許多細(xì)節(jié)區(qū)分。例如，從壓緊螺栓來說，可分T形螺栓(用于壓力≤16千克/平方厘米低壓閥門)、雙頭螺栓和活節(jié)螺栓等。從壓蓋來說，可分整體式和組合式。
(2)壓緊螺母：這類形式，外形尺寸小，但壓緊力受限制，只使用于小閥門。
2、填料。填料函內(nèi)，以填料與閥桿直接接觸并布滿填料函，阻止介質(zhì)外漏。對(duì)填料有以下要求：
(1)密封性好；
(2)耐侵蝕；
(3)磨擦系數(shù)小；
(4)順應(yīng)介質(zhì)溫度和壓力。
經(jīng)常使用填料有：
(1)石棉盤根：石棉盤根，耐溫文耐侵蝕性能都很好，但零丁使用時(shí)，密封效果欠安，總是浸漬或附加其他材料。
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動(dòng)密封的最新內(nèi)容
2、動(dòng)力傳送軸與容器外部不相接觸，變轉(zhuǎn)矩傳遞的動(dòng)密封為靜密封、密封性能可靠，在傳送運(yùn)動(dòng)過程中除密封隔離套受壓差的影響外，不承受其他載荷。
密封裝置使用條件：
在高壓或介質(zhì)揮發(fā)性高的情況下會(huì)采用磁力密封，一般壓力超過1.4MPa以上。
在動(dòng)密封中，當(dāng)壓力大于10MPa時(shí)，O形圈就會(huì)被擠人間隙中而損壞，為此需在O形圈低壓側(cè)設(shè)置聚四氟乙烯或尼龍制成的擋圈，其厚度為1.25~2.5mm，雙向受高壓時(shí)，兩側(cè)都要加擋圈，其結(jié)構(gòu)如下圖所示。
2.O型圈的不足
用于壓縮動(dòng)密封時(shí)，啟動(dòng)摩擦阻力較大；
在氣壓和水壓密封過程中，需要添加潤滑油，防止磨損。在某些場(chǎng)合常需加防塵、防護(hù)擋圈；
對(duì)偶配合件〈如運(yùn)動(dòng)面、溝槽、間隙等〉的加工尺寸及精度要求嚴(yán)格。
其主動(dòng)軸和從動(dòng)軸之間不存在機(jī)械聯(lián)接， 結(jié)構(gòu)中不需動(dòng)密封存在， 所以該型泵無密封、可實(shí)現(xiàn)零泄漏。磁力驅(qū)動(dòng)泵由泵、磁力傳動(dòng)器、磁力傳動(dòng)泵的特有結(jié)構(gòu)部分和電機(jī)組成。其關(guān)鍵部件磁力傳動(dòng)器由外磁轉(zhuǎn)子、內(nèi)磁轉(zhuǎn)子和不導(dǎo)磁的隔離套組成。
槳轂本體共有6個(gè)密封面:
1個(gè)是槳轂本體與導(dǎo)流罩之間的密封,該密封為靜密封,安裝時(shí)采用特種密封膠加固,失效概率極低,基本可以排除該靜密封失效的可能性;
另外5個(gè)是槳葉與槳轂密封面,該密封面為動(dòng)密封,在正常調(diào)節(jié)螺距過程中,槳葉隨安裝盤面沿密封圈產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),存在逐漸磨損的過程,而且5個(gè)密封面中任一密封失效均會(huì)導(dǎo)致調(diào)距槳液壓油與海水隔離失效2。
運(yùn)用abaqus軟件仿真模擬了高壓作動(dòng)筒串聯(lián)往復(fù)密封性能研究，高低溫度場(chǎng)，并建立了串聯(lián)數(shù)值計(jì)算模型
[5] 劉曉鋒，陸頌元.迷宮密封轉(zhuǎn)子動(dòng)特性三維CFD數(shù)值的研究[J].熱能動(dòng)力工程，2006，21（6）：635-639.
[6] 王 洋，韓亞文，朱新新，孫 偉，曹璞鈺，吳 文.基于CFD的射流自吸泵性能優(yōu)化與試驗(yàn)[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2016，32（增刊2）：16-21.
圖13 壓縮機(jī)俯視圖
渦旋壓縮機(jī)模板中輸入必要的幾何面及相關(guān)參數(shù)，整個(gè)過程（動(dòng)網(wǎng)格、密封泄露網(wǎng)格）將一鍵式自動(dòng)生成。渦旋壓縮機(jī)模板在不同曲軸轉(zhuǎn)角下生成的網(wǎng)格如圖14所示。
3、接地開關(guān)
裝在殼體中的動(dòng)觸頭通過密封軸、拐臂和連接機(jī)構(gòu)相連，殼體采用轉(zhuǎn)動(dòng)密封方式和外界環(huán)境隔絕，當(dāng)該接地開關(guān)合閘時(shí)其接地通路是靜觸頭，動(dòng)觸頭、殼體及接地端子。
接地開關(guān)殼體與GIS殼體之間具有絕緣隔板，拆開接地線后，可用于主回路電阻的測(cè)量，斷路器機(jī)械特性的檢測(cè)。
快速接地具有關(guān)合短路電流的能力，及開合感應(yīng)電流的能力。
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密封的分類
密封可分為相對(duì)靜止接合面間的
靜密封
和相對(duì)運(yùn)動(dòng)接合面間的
動(dòng)密封
兩大類。
靜密封，指
兩個(gè)靜止面之間的密封
。靜密封主要有點(diǎn)密封、膠密封和接觸密封三大類。
